Am Verglach mat Radialfluxmotoren hunn axial Fluxmotoren vill Virdeeler am elektresche Gefierdesign. Zum Beispill kënnen axial Fluxmotoren den Design vum Powertrain änneren andeems de Motor vun der Achs op d'Innere vun de Rieder bewegt.
1.Axe vun Muecht
Axial Flux Motorekréien ëmmer méi Opmierksamkeet (gewinnt Traktioun). Fir vill Jore gouf dës Zort Motor a stationären Uwendungen wéi Liften a landwirtschaftlech Maschinnen benotzt, awer an de leschte Jorzéngt hu vill Entwéckler geschafft fir dës Technologie ze verbesseren an se op elektresch Motorrieder, Fluchhafen Pods, Cargo Camionen, elektresch anzesetzen. Gefierer, a souguer Fligeren.
Traditionell Radial Flux Motore benotzen permanent Magnete oder Induktiounsmotoren, déi bedeitend Fortschrëtter gemaach hunn fir Gewiicht a Käschten ze optimiséieren. Wéi och ëmmer, si hu vill Schwieregkeeten fir sech weider ze entwéckelen. Axial Flux, eng ganz aner Zort Motor, kann eng gutt Alternativ sinn.
Am Verglach mat Radialmotoren ass déi effektiv magnetesch Uewerfläch vun axiale Flux Permanent Magnéitmotoren d'Uewerfläch vum Motorrotor, net de baussenzegen Duerchmiesser. Dofir, an engem gewësse Volumen vum Motor, kënnen axialflux Permanent Magnéitmotoren normalerweis méi grousst Dréimoment ubidden.
Axial Flux Motoresi méi kompakt; Am Verglach mat Radialmotoren ass d'axial Längt vum Motor vill méi kuerz. Fir intern Radmotoren ass dëst dacks en entscheedende Faktor. Déi kompakt Struktur vun Axialmotoren suergt méi héich Kraaftdicht an Dréimomentdicht wéi ähnlech Radialmotoren, sou datt de Besoin fir extrem héich Operatiounsgeschwindegkeet eliminéiert gëtt.
D'Effizienz vun axial Flux Motore ass och ganz héich, normalerweis méi wéi 96%. Dëst ass dank dem méi kuerzen, eendimensionalen Fluxwee, dee vergläichbar ass oder souguer méi héich an Effizienz am Verglach mat de beschten 2D Radialfluxmotoren um Maart.
D'Längt vum Motor ass méi kuerz, normalerweis 5 bis 8 Mol méi kuerz, an d'Gewiicht gëtt och ëm 2 bis 5 Mol reduzéiert. Dës zwee Faktoren hunn d'Wiel vun Elektroauto Plattform Designer geännert.
2. Axial Flux Technologie
Et ginn zwou Haapttopologien firaxial Flux Motore: duebel Rotor Single Stator (heiansdo als Torus Stil Maschinnen bezeechent) an Single Rotor duebel Stator.
Momentan benotzen déi meescht permanent Magnéitmotoren Radialflux Topologie. D'magnetesch Flux Circuit fänkt mat engem permanente Magnéit op de Rotor, geet duerch déi éischt Zännofdréck op der Stator, a fléisst dann radial laanscht de Stator. Da gitt duerch den zweeten Zänn fir den zweete Magnéitstahl um Rotor z'erreechen. An enger duebel Rotor axial Flux Topologie fänkt de Flux Loop aus dem éischte Magnéit, passéiert axial duerch d'Stator Zänn, an erreecht direkt den zweete Magnéit.
Dëst bedeit datt de Fluxwee vill méi kuerz ass wéi dee vu Radialfluxmotoren, wat zu méi klengen Motorvolumen, méi héich Kraaftdicht an Effizienz bei der selwechter Kraaft resultéiert.
E Radialmotor, wou de magnetesche Flux duerch den éischte Zänn geet an dann op den nächsten Zänn duerch den Stator zréckkënnt, an de Magnéit erreecht. Magnéitesche Flux follegt en zweedimensionalen Wee.
De magnetesche Fluxwee vun enger axialer magnetescher Fluxmaschinn ass eendimensional, sou datt kornorientéiert elektresch Stahl ka benotzt ginn. Dëse Stol mécht et méi einfach fir de Flux duerch ze passéieren, an doduerch d'Effizienz verbessert.
Radial Flux Motore benotzen traditionell verdeelt Wicklungen, mat bis zu d'Halschent vun de Wicklungen net funktionnéieren. D'Spule-Iwwerhang wäert zu zousätzlech Gewiicht, Käschten, elektresch Resistenz a méi Hëtztverloscht féieren, wat Designer forcéiere fir de Wicklungsdesign ze verbesseren.
Der coil Enn vunaxial Flux Motoresi vill manner, an e puer Motiver benotzen konzentréiert oder segmentéiert Wicklungen, déi komplett effektiv sinn. Fir segmentéiert Stator Radialmaschinnen kann de Broch vum magnetesche Fluxwee am Stator zousätzlech Verloschter bréngen, awer fir axial Fluxmotoren ass dëst kee Problem. Den Design vun der Spulewindung ass de Schlëssel fir den Niveau vun de Liwweranten z'ënnerscheeden.
3. Entwécklung
Axial Flux Motore stellen e puer sérieux Erausfuerderungen am Design a Produktioun, trotz hiren technologesche Virdeeler, sinn hir Käschten vill méi héich wéi déi vun Radialmotoren. D'Leit hunn e ganz grëndlecht Verständnis vu Radialmotoren, a Fabrikatiounsmethoden a mechanesch Ausrüstung sinn och liicht verfügbar.
Eng vun den Haapt Erausfuerderunge vun axial Flux Motore ass eng eenheetlech Loft Spalt tëscht dem Rotor an Stator ze erhalen, well d'Magnéitfeld Kraaft vill méi grouss ass wéi déi vun Radial Motore, mécht et schwéier eng eenheetlech Loft Spalt ze erhalen. Den Dual Rotor Axial Flux Motor huet och Wärmevergëftungsprobleemer, well d'Wicklung déif am Stator an tëscht den zwee Rotorscheiwen läit, wat d'Hëtztvergëftung ganz schwéier mécht.
Axial Flux Motore sinn och schwéier ze fabrizéieren aus ville Grënn. D'Dual Rotor Maschinn mat enger duebel Rotor Maschinn mat engem Joch Topologie (dh d'Eisen Joch aus dem Stator ewechzehuelen, awer d'Eisen Zänn behalen) iwwerwonne e puer vun dëse Problemer ouni de Motor Duerchmiesser a Magnéit expandéiert.
Wéi och ëmmer, d'Ewechhuele vum Joch bréngt nei Erausfuerderungen, wéi zB wéi eenzel Zänn ze fixéieren an ze positionéieren ouni eng mechanesch Jochverbindung. Cooling ass och eng méi grouss Erausfuerderung.
Et ass och schwéier den Rotor ze produzéieren an d'Loftspalt z'erhalen, well d'Rotorscheif den Rotor unzitt. De Virdeel ass datt d'Rotorscheiwen direkt duerch e Schaftring verbonne sinn, sou datt d'Kräfte sech géigesäiteg annuléieren. Dëst bedeit datt d'intern Lager dës Kräfte net widderstoen, a seng eenzeg Funktioun ass den Stator an der Mëtt Positioun tëscht den zwee Rotorscheiwen ze halen.
Duebel Stator Single Rotor Motore konfrontéiert net d'Erausfuerderunge vun kreesfërmeg Motore, mä den Design vun der Stator ass vill méi komplex a schwéier Automatisatioun ze erreechen, an der Zesummenhang Käschten sinn och héich. Am Géigesaz zu all traditionelle Radialfluxmotor, sinn axialmotor Fabrikatiounsprozesser a mechanesch Ausrüstung eréischt viru kuerzem entstanen.
4. Uwendung vun elektresche Gefierer
Zouverlässegkeet ass entscheedend an der Autosindustrie, a beweist d'Zouverlässegkeet an d'Robustheet vu verschiddeneaxial Flux MotoreHiersteller ze iwwerzeegen datt dës Motore fir d'Massproduktioun gëeegent sinn, war ëmmer eng Erausfuerderung. Dëst huet Axialmotor Liwweranten opgefuerdert extensiv Validatiounsprogrammer eleng auszeféieren, mat all Zouliwwerer weist datt hir Motor Zouverlässegkeet net anescht ass wéi traditionell Radialfluxmotoren.
Déi eenzeg Komponent, déi an engem zouzedrécken kannaxial Flux Motorass d'Lager. D'Längt vum axiale magnetesche Flux ass relativ kuerz, an d'Positioun vun de Lager ass méi no, normalerweis entworf fir liicht "iwwerdimensionéiert" ze sinn. Glécklecherweis huet den axiale Fluxmotor eng méi kleng Rotormass a kann déi ënnescht Rotor dynamesch Schaftlasten ausstoen. Dofir ass déi tatsächlech Kraaft, déi op d'Lager applizéiert gëtt, vill méi kleng wéi déi vum Radialfluxmotor.
Elektronesch Achs ass eng vun den éischten Uwendungen vun Axialmotoren. Déi méi dënn Breet kann de Motor an d'Gearbox an der Achs kapselen. An Hybrid Uwendungen verkierzt déi méi kuerz axial Längt vum Motor ofwiesselnd d'Gesamtlängt vum Iwwerdroungssystem.
De nächste Schrëtt ass den Axialmotor op d'Rad ze installéieren. Op dës Manéier kann d'Kraaft direkt vum Motor op d'Rieder iwwerdroen ginn, wat d'Effizienz vum Motor verbessert. Wéinst der Eliminatioun vun Transmissiounen, Differenzielle, an driveshafts, ass d'Komplexitéit vum System och reduzéiert ginn.
Wéi och ëmmer, et schéngt datt Standardkonfiguratiounen nach net opgetaucht sinn. All originell Ausrüstungshersteller fuerscht spezifesch Konfiguratiounen, well déi verschidde Gréissten a Forme vun Axialmotoren den Design vun elektresche Gefierer änneren. Am Verglach mat Radialmotoren hunn Axialmotoren eng méi héich Kraaftdicht, dat heescht datt méi kleng Axialmotore kënne benotzt ginn. Dëst bitt nei Designoptioune fir Gefierplattformen, sou wéi d'Placement vun Batteriepäck.
4.1 Segmentéiert Armature
D'YASA (Yokeless and Segmented Armature) Motortopologie ass e Beispill vun enger Dual Rotor Single Stator Topologie, déi d'Fabrikatiounskomplexitéit reduzéiert an ass gëeegent fir automatiséiert Masseproduktioun. Dës Motore hunn eng Kraaftdicht vu bis zu 10 kW/kg bei Geschwindegkeete vun 2000 bis 9000 U/min.
Mat engem speziellen Controller kann et e Stroum vun 200 kVA fir de Motor ubidden. De Controller huet e Volume vun ongeféier 5 Liter a waacht 5,8 Kilogramm, inklusiv thermesch Gestioun mat dielektrescher Uelegkühlung, gëeegent fir axial Fluxmotoren souwéi Induktiouns- a Radialfluxmotoren.
Dëst erlaabt elektresch Gefierer Originalausrüstung Hiersteller an Éischt Tier Entwéckler flexibel de passenden Motor ze wielen baséiert op der Applikatioun a verfügbare Raum. Déi méi kleng Gréisst a Gewiicht maachen d'Gefier méi hell an hunn méi Batterien, doduerch de Boost vun der Gamme.
5. Uwendung vun elektresche Motorrieder
Fir elektresch Motorrieder an ATVs hunn e puer Firmen AC axial Fluxmotoren entwéckelt. Den allgemeng benotzten Design fir dës Zort Gefier ass DC Pinsel-baséiert axial Flux Designen, während den neie Produkt en AC ass, voll versiegelt, brushless Design.
D'Spiraler vu béide DC an AC Motore bleiwen stationär, awer déi duebel Rotoren benotzen permanent Magnete anstatt rotéierend Armaturen. De Virdeel vun dëser Method ass datt et keng mechanesch Reversatioun erfuerdert.
Den AC axialen Design kann och Standard Dräi-Phas AC Motor Controller fir Radialmotoren benotzen. Dëst hëlleft d'Käschte ze reduzéieren, well de Controller de Stroum vum Dréimoment kontrolléiert, net d'Geschwindegkeet. De Controller erfuerdert eng Frequenz vun 12 kHz oder méi héich, wat d'Mainstream Frequenz vun esou Geräter ass.
Déi méi héich Frequenz kënnt vun der ënneschter Wicklungsinduktioun vun 20 µ H. D'Frequenz kann de Stroum kontrolléieren fir de Stroumripple ze minimiséieren an e sinusoidal Signal esou glat wéi méiglech ze garantéieren. Aus enger dynamescher Perspektiv ass dëst e super Wee fir méi glatter Motorkontrolle z'erreechen andeems se séier Dréimomentännerungen erlaben.
Dësen Design adoptéiert eng verdeelt Duebelschichtwindung, sou datt de magnetesche Flux vum Rotor op en aneren Rotor duerch den Stator fléisst, mat engem ganz kuerze Wee a méi héijer Effizienz.
De Schlëssel fir dësen Design ass datt et mat enger maximaler Spannung vu 60 V funktionéiere kann an net fir méi héich Spannungssystemer gëeegent ass. Dofir kann et fir elektresch Motorrieder a L7e Klass véier-Rad Gefierer wéi Renault Twizy benotzt ginn.
Déi maximal Spannung vu 60 V erlaabt de Motor an den Mainstream 48 V elektresche Systemer z'integréieren a vereinfacht Ënnerhaltsaarbechten.
D'L7e véier-Rad Motorrad Spezifikatioune an der Europäescher Kader Regulatioun 2002/24 / EC festleeën datt d'Gewiicht vun de Gefierer, déi fir den Transport vu Wueren benotzt ginn, net méi wéi 600 Kilogramm sinn, ausser d'Gewiicht vun de Batterien. Dës Gefierer sinn erlaabt net méi wéi 200 Kilo Passagéier ze droen, net méi wéi 1000 Kilo Fracht, an net méi wéi 15 Kilowatt Motorkraaft. D'verdeelt Wicklungsmethod kann en Dréimoment vu 75-100 Nm ubidden, mat enger Peak-Ausgangskraaft vun 20-25 kW an enger kontinuéierlecher Kraaft vu 15 kW.
D'Erausfuerderung vum axiale Flux läit an der wéi Kupferwindungen d'Hëtzt opléisen, wat schwéier ass, well d'Hëtzt duerch den Rotor passéiere muss. Déi verdeelt Wicklung ass de Schlëssel fir dëse Problem ze léisen, well et eng grouss Zuel vu Pole Slots huet. Op dës Manéier gëtt et eng méi grouss Uewerfläch tëscht dem Kupfer an der Schuel, an d'Hëtzt kann no baussen transferéiert ginn a vun engem Standard flëssege Killsystem entlooss ginn.
Multiple magnetesch Pole si Schlëssel fir sinusoidal Welleformen ze benotzen, déi hëllefen Harmonie ze reduzéieren. Dës Harmonie manifestéiere sech als Heizung vun de Magnete a Kär, während Kupferkomponenten d'Hëtzt net kënnen ewechhuelen. Wann Hëtzt a Magnete an Eisenkären accumuléiert, fällt d'Effizienz erof, dofir ass d'Optimisatioun vun der Welleform an der Hëtztwee entscheedend fir d'Motorleistung.
Den Design vum Motor gouf optimiséiert fir Käschten ze reduzéieren an automatiséiert Masseproduktioun z'erreechen. Eng extrudéiert Wunneng Ring verlaangen net komplex mechanesch Veraarbechtung a kann Material Käschten reduzéieren. D'Spiral kann direkt opgerullt ginn an e Bindungsprozess gëtt während dem Wicklungsprozess benotzt fir déi richteg Montageform ze halen.
De Schlësselpunkt ass datt d'Spule aus Standard kommerziell verfügbaren Drot gemaach gëtt, während den Eisenkär mat Standard geluecht vum Regaltransformator Stahl laminéiert ass, wat einfach a Form geschnidden muss ginn. Aner Motordesigner erfuerderen d'Benotzung vu mëlle magnetesche Materialien an der Kärlaminatioun, déi méi deier kënne sinn.
D'Benotzung vun verdeelt windings heescht, datt de magnetesche Stol net muss segmentéiert ginn; Si kënne méi einfach Formen sinn a méi einfach ze fabrizéieren. D'Reduktioun vun der Gréisst vum magnetesche Stol a garantéiert seng Liichtegkeet vun der Fabrikatioun huet e wesentlechen Impakt op d'Reduktioun vun de Käschten.
Den Design vun dësem axiale Flux Motor kann och no Client Ufuerderunge personaliséiert ginn. Clienten hunn personaliséiert Versiounen ronderëm Basis Design entwéckelt. Duerno fabrizéiert op enger Testproduktiounslinn fir fréi Produktiounsverifizéierung, déi an anere Fabriken replizéiert ka ginn.
Personnalisatioun ass haaptsächlech well d'Performance vum Gefier hänkt net nëmmen vum Design vum axialen magnetesche Fluxmotor of, awer och vun der Qualitéit vun der Gefierstruktur, Batteriepack a BMS.
Post Zäit: Sep-28-2023
