Analyse zukünftiger Technologietrends und Implementierungsmethoden von Motorsystemen
Als eine der drei Kernkomponenten neuer Energiefahrzeuge bestimmt das Antriebsmotorsystem direkt die wichtigsten Leistungsindikatoren wie Steigen, Beschleunigen und Höchstgeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen, und sein Technologie- und Fertigungsniveau beeinflusst direkt die Leistung und Kosten des gesamten Fahrzeugs . .
Angesichts des starken Rückgangs der Subventionen und der Erhöhung der Laufleistung und der Sicherheit müssen Chinas neue Antriebsmotoren für Energiefahrzeuge im Trend zu geringer Größe, geringem Gewicht, Integration, höherer Leistungsdichte und weiterem Geschwindigkeitsbereich entwickelt werden.
Im Folgenden wird sich das High-Tech-Elektrofahrzeugnetz auf die wichtigsten technischen Trends des Antriebsmotors sowie auf die Implementierung, die Schwierigkeit der Implementierung usw. konzentrieren, damit die Mehrheit der Industrie diese Informationen lesen und verstehen kann.
01 geringe kosten
Gegenwärtig gibt es zwei Hauptwege, um kostengünstige Strategien für den Antrieb von Motoren zu erreichen, einschließlich der Verringerung der Menge an verwendeten Seltenerdmaterialien, der Verringerung der Verschwendung von Seltenerdmaterialien und der Optimierung der Struktur des Motors.
(1) Reduzieren Sie die Menge der verwendeten Seltenerdmaterialien
Elektrische Daten von Huayu zeigen, dass auf den Seltenen-Erde-Preis ein Seltenerd-Magnet eines Motors nur 2,5% bis 4,5% des Gewichts der gesamten Maschine ausmacht, während die Kosten etwa 33% der gesamten Maschine ausmachen. Wenn der Preis für Seltene Erden hoch ist, ist der magnetische Stahl verantwortlich. Die Kosten der gesamten Maschine liegen über 60%. Aus diesem Grund kann die Verringerung der Menge an Seltenen Erden die Kosten effektiv reduzieren.
(2) Optimieren Sie die Motorstruktur
Die meisten Automobilhersteller verwenden Topologieoptimierungsdesign und erhöhen das Reluktanzdrehmoment, um die Menge an seltenen Erden zu reduzieren. Unter ihnen hat Huayu Electric den Magnetwiderstand reduziert, indem das Reluktanzdrehmomentverhältnis erhöht und die Rotor-Stanzstruktur der vierten Generation eingeführt wurde.
(3) Annahme automatisierter Produktionsanlagen
Gegenwärtig folgen die meisten chinesischen Automobilunternehmen dem traditionellen Herstellungsprozess, und die Produktionsausrüstung ist relativ rückständig. Infolgedessen liegt der Ausnutzungsgrad von Rohstoffen (einschließlich Permanentmagneten, Siliziumstahlblechen usw.) von Permanentmagnetmotoren in Chinas neuen Energiefahrzeugen um etwa 10% niedriger als in anderen Ländern. Um die Kostenkontrolle zu verbessern, sollten inländische Automobilunternehmen so schnell wie möglich eine automatisierte Produktion erreichen.
02 kleines leichtgewicht
Das Antriebssystem macht 30% bis 40% der Gesamtqualität von reinen Elektrofahrzeugen aus. Mit der Verbesserung der Leichtbauanforderungen von Automobilen ist auch die Entwicklung von kleinen und leichten Motoren unerlässlich.
Implementierung: Gegenwärtig wird das Gewicht des Motorsystems hauptsächlich durch die Verwendung von Hochleistungsmaterialien erreicht, die Anzahl der Komponenten wird reduziert, die Schaltverluste und das Kondensatorvolumen werden reduziert, und es werden Verpackungen mit hoher Dichte und Wasserkühlung eingesetzt.
(1) Materialauswahl
Im Allgemeinen ist die Verwendung eines Permanentmagnet-Synchronmotors als Antrieb viel leichter als ein Asynchronmotor, was auch ein wichtiger Grund für Permanentmagnet-Synchronmotoren als Hauptmotoren ist. Gleichzeitig kann die Verwendung von Hochleistungs-Permanentmagnet-Materialien und Hochleistungs-Magnetmaterialien dazu beitragen, das Ziel eines leichten Motors zu erreichen.
(2) Optimieren Sie die Motorstruktur
Branchenkenner glauben, dass das Ändern der Dicke der Isolierung oder die Optimierung der Lüftungsstruktur, des Motorwicklungsverfahrens usw. die Größe des Motors und das Gewicht des Motors effektiv reduzieren kann. Es ist üblich, einen Rotorkern zu haben, um das Gewicht zu reduzieren, oder die Rotorhalterung zu verwenden, um das Rotorgewicht zu reduzieren.
Unter diesen gibt es einen großen Radiusunterschied zwischen dem Boden des Permanentmagnetschlitzes des Permanentmagnet-Synchronmotors und der Oberfläche der Motorwelle, und es gibt einen großen Optimierungsraum. Durch den mechanischen Festigkeits- und Magnetkreissimulationstest des Rotors des Motors können die Struktur und Größe der Gewichtsreduzierungsnut im Rotor verbessert werden, und das leichte und hochfeste Legierungsmaterial kann verwendet werden, um die Gewichtsreduzierung zu realisieren hohe Leistungsdichte des Motors.
03 hohe Leistungsdichte
Gegenwärtig ist die Leistungsdichte zu einem wichtigen Konstruktionsindikator für die Motorkonstruktion geworden. Bis zum Jahr 2020 muss die elektronisch geregelte Leistungsdichte reiner elektrischer Personenkraftwagen in China 35 KW / L erreichen.
Implementierung: Im Allgemeinen gibt es normalerweise drei Methoden, um die Leistungsdichte des Motors zu verbessern: Eine besteht darin, das elektromagnetische Design des Motors zu optimieren, einschließlich der Optimierung des Wärmeableitungssystems, der Formierwicklung, der konzentrierten Wicklung usw .; die zweite ist die Verwendung von elektromagnetischen Hochleistungsmaterialien; Es ist angebracht, die Nenndrehzahl des Motors zu erhöhen. die vierte besteht darin, die Wärmeableitungsfähigkeit des Motors zu verbessern.
(1) Auswahl von Permanentmagneten:
Um die Drehmoment- und Leistungsdichte des Motors zu verbessern, sollten bei der Auswahl von Permanentmagnetmaterialien Permanentmagnetmaterialien mit permanentmagnetischer Flussdichte, Koerzitivkraft und maximalem magnetischen Energieprodukt ausgewählt werden. Außerdem sollte die Temperaturbeständigkeit von Permanentmagneten berücksichtigt werden . Unter ihnen sagte ein technischer Experte eines Automobilunternehmens, dass die Verwendung von 0,35 dicken ferromagnetischen Materialien mit hohen magnetischen Eigenschaften den Eisenverlust des Motors in der Hochgeschwindigkeitszone wirksam reduzieren kann.
(2) Motorstrukturoptimierung:
Erstens ist es notwendig, ein zuverlässiges Modell des Eisenverlusts zu erstellen, um die Magnetfeldsättigung, die Wellenformverzerrung, den Eisenverlust des Kernmaterials und die ideale Modellvorhersage basierend auf Sinus-, Impuls- und linearen Annahmen zu analysieren. Die zweite ist die Optimierung des Aufbaus des Motorsystems, einschließlich der Optimierung des Wärmeableitungssystems, der Formierwicklung oder der Zentralwicklung.
Verwirklichung des Problems: Es versteht sich, dass die Wärmeableitungsumgebung des Motors mit hoher Leistungsdichte schwerwiegender ist und der Verlust pro Volumeneinheit während des Betriebs ebenfalls höher ist, was ernste Probleme beim Temperaturanstieg mit sich bringen wird, wodurch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer beeinträchtigt werden der Motor. Aus diesem Grund ist es notwendig, das Kühlsystem des Motors zu verbessern und die Wärmeableitungsfähigkeit der Wicklung zu optimieren, was ein Hauptproblem ist, das bei dem gegenwärtigen Motor mit hoher Leistungsdichte für Elektrofahrzeuge gelöst werden muss. Derzeit verwenden die meisten Automobilunternehmen Luftkühlung und Wasserkühlung, um Wärme abzuleiten.
04 breiterer Geschwindigkeitsbereich
Der Geschwindigkeitsregelbereich ist ein Indikator zur Messung der Übertragungskapazität des Systems. Gegenwärtig hat der Geschwindigkeitsregelungsbereich zwei Leistungsmodi: einer ist das Verhältnis der minimalen Geschwindigkeit und der maximalen Geschwindigkeit, die durch das Geschwindigkeitssteuersystem erreicht werden kann, beispielsweise 1: 100; das zweite ist das höchste Das Verhältnis der Drehzahl zur minimalen Drehzahl (D-Wert) zeigt an, dass zum Beispiel D = 100 usw., das Wesentliche der beiden gleich ist.
Spezifische Anforderungen: Der Antriebsmotor muss ein hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit und hoher Geschwindigkeit abgeben, und er muss während der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit konstante Leistungseigenschaften aufweisen.
