Analiza przyszłych trendów technologicznych i metod wdrażania układów napędowych
Jako jeden z trzech głównych komponentów nowych pojazdów energetycznych, układ silnika napędowego bezpośrednio określa główne wskaźniki wydajności, takie jak wspinaczka, przyspieszenie i maksymalna prędkość pojazdów elektrycznych, a jego technologia i poziom produkcji bezpośrednio wpływają na osiągi i koszt całego pojazdu . .
Wraz z gwałtownym spadkiem subwencji oraz wzrostem przebiegu i bezpieczeństwa, nowe chińskie silniki napędowe do pojazdów energetycznych muszą być rozwijane w oparciu o małe rozmiary, lekkość, integrację, wyższą gęstość mocy i szerszy zakres prędkości.
Poniżej, zaawansowana technologicznie sieć pojazdów elektrycznych skoncentruje się na głównych trendach technicznych silnika napędowego, a także na implementacji, trudnościach w implementacji itp., Aby większość branży mogła je przeczytać i zrozumieć.
01 niski koszt
Obecnie istnieją dwa główne sposoby osiągnięcia niskich kosztów strategii napędzania silników, w tym zmniejszenie ilości używanych ziem rzadkich, zmniejszenie ilości odpadów z metali ziem rzadkich i optymalizacja struktury silnika.
(1) Zmniejsz ilość użytych ziem rzadkich
Dane elektryczne Huayu pokazują, że zgodnie z istniejącą ceną pierwiastków ziem rzadkich magnes ziem rzadkich silnika stanowi jedynie 2,5% do 4,5% masy całej maszyny, ale koszt stanowi około 33% całej maszyny. Kiedy cena pierwiastka ziem rzadkich jest wysoka, odpowiada stal magnetyczna Koszt całej maszyny przekracza 60%. Z tego powodu zmniejszenie ilości pierwiastków ziem rzadkich może skutecznie obniżyć koszty.
(2) Zoptymalizuj konstrukcję silnika
Większość firm motoryzacyjnych stosuje optymalizację topologii i zwiększa wskaźnik reluktancyjnego momentu obrotowego, aby zmniejszyć ilość używanych ziem rzadkich. Wśród nich Huayu Electric zmniejszył magnetorezystancję, zwiększając współczynnik reluktancyjnego momentu obrotowego i wprowadzając strukturę dziurkowania wirnika czwartej generacji.
(3) Zaadaptuj zautomatyzowany sprzęt produkcyjny
Obecnie większość chińskich przedsiębiorstw motoryzacyjnych podąża za tradycyjnym procesem produkcyjnym, a sprzęt produkcyjny jest stosunkowo zacofany. W rezultacie stopień wykorzystania surowców (w tym magnesów trwałych, blach ze stali krzemowej itp.) Silników z magnesami trwałymi w nowych pojazdach energetycznych Chin jest o około 10% niższy niż w innych krajach. Aby lepiej osiągnąć kontrolę kosztów, krajowe firmy motoryzacyjne powinny jak najszybciej osiągnąć zautomatyzowaną produkcję.
02 mały lekki
Układ napędowy stanowi 30% -40% całkowitej jakości czystych pojazdów elektrycznych. Wraz z poprawą lekkich wymagań samochodów, rozwój małych i lekkich silników jest również konieczny.
Wdrożenie: Obecnie masę układu silnikowego osiąga się głównie dzięki zastosowaniu materiałów o wysokiej wydajności, zmniejszeniu liczby elementów, zmniejszeniu strat przełączania, pojemności kondensatora oraz przyjęciu opakowań o wysokiej gęstości i chłodzenia wodą.
(1) Wybór materiału
Zasadniczo użycie silnika synchronicznego z magnesem trwałym jako napędu jest znacznie lżejsze niż silnik asynchroniczny, co jest również ważnym powodem, dla którego silniki synchroniczne z magnesami trwałymi są głównymi silnikami. Jednocześnie zastosowanie wysokowydajnych materiałów z magnesami trwałymi i wysokowydajnych materiałów magnetycznych może pomóc w osiągnięciu celu lekkiego silnika.
(2) Zoptymalizuj konstrukcję silnika
Eksperci branżowi uważają, że zmiana grubości izolacji, optymalizacja struktury wentylacji, metoda nawijania silnika itp. Może skutecznie zmniejszyć wielkość silnika i zmniejszyć masę silnika. Często stosuje się rdzeń wirnika, aby zwiększyć konstrukcję redukcji ciężaru lub użyć wspornika wirnika w celu zmniejszenia ciężaru wirnika.
Wśród nich istnieje duża różnica w promieniu pomiędzy dnem szczeliny magnesu stałego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi a powierzchnią wału silnika, a także istnieje duża przestrzeń optymalizacyjna. Poprzez test symulacji wytrzymałości mechanicznej i obwodu magnetycznego wirnika silnika można ulepszyć strukturę i rozmiar rowka zmniejszającego ciężar w wirniku, a lekki i wytrzymały materiał stopowy można wykorzystać do realizacji redukcji ciężaru i wysoka gęstość mocy silnika.
03 wysoka gęstość mocy
Obecnie gęstość mocy stała się ważnym wskaźnikiem projektowania silnika. Do roku 2020 elektronicznie kontrolowana gęstość mocy czysto elektrycznych samochodów osobowych w Chinach musi osiągnąć 35 kW / L.
Wdrożenie: Ogólnie rzecz biorąc, zwykle istnieją trzy metody poprawy gęstości mocy silnika: jedna polega na optymalizacji konstrukcji elektromagnetycznej silnika, w tym na optymalizacji układu rozpraszania ciepła, uzwojeniu formującym, stężonym uzwojeniu itp .; drugi to wykorzystanie wysoko wydajnych materiałów elektromagnetycznych; Właściwe jest zwiększenie znamionowej prędkości silnika; czwarty to poprawa zdolności rozpraszania ciepła przez silnik.
(1) Wybór magnesów trwałych:
Aby poprawić gęstość momentu obrotowego i gęstość mocy silnika, przy wyborze materiałów z magnesami trwałymi należy wybrać materiały z magnesami trwałymi o stałej gęstości strumienia magnetycznego, siłę koercyjną i maksymalny produkt energii magnetycznej, a odporność na temperaturę magnesów stałych należy również uwzględnić . Wśród nich ekspert techniczny motoryzacji powiedział, że zastosowanie materiału magnetycznego o wysokiej gęstości magnetycznej 0,35 może skutecznie zmniejszyć straty żelaza silnika w strefie wysokiej prędkości.
(2) Optymalizacja struktury silnika:
Po pierwsze, konieczne jest ustanowienie wiarygodnego modelu utraty żelaza w celu analizy nasycenia pola magnetycznego, zniekształcenia kształtu fali, straty żelaza materiału rdzenia oraz idealnego przewidywania modelu na podstawie założeń sinusoidalnych, pulsacyjnych i liniowych. Drugi polega na optymalizacji struktury układu silnika, w tym optymalizacji układu rozpraszania ciepła, uzwojenia formującego lub scentralizowanego uzwojenia.
Realizacja problemu: Rozumie się, że środowisko rozpraszania ciepła silnika o dużej gęstości mocy jest poważniejsze, a strata na jednostkę objętości podczas pracy jest również wyższa, co powoduje poważne problemy z wzrostem temperatury, wpływając w ten sposób na niezawodność i żywotność silnik. Z tego powodu konieczne jest ulepszenie układu chłodzenia silnika i zoptymalizowanie zdolności rozpraszania ciepła przez uzwojenie, co jest poważnym problemem, który musi zostać rozwiązany w obecnym silniku o wysokiej gęstości mocy dla pojazdów elektrycznych. Obecnie większość firm motoryzacyjnych stosuje chłodzenie powietrzem i chłodzenie wodne w celu rozproszenia ciepła.
04 szerszy zakres prędkości
Zakres regulacji prędkości jest wskaźnikiem do pomiaru zdolności przesyłowej systemu. Obecnie zakres regulacji prędkości ma dwa tryby wydajności: jeden to stosunek prędkości minimalnej do prędkości maksymalnej, którą można osiągnąć za pomocą układu regulacji prędkości, na przykład 1: 100; drugi jest najwyższy Stosunek prędkości obrotowej do minimalnej prędkości obrotowej (wartość D) wskazuje, że na przykład D = 100 itd., istota tych dwóch jest taka sama.
Specyficzne wymagania: Silnik napędowy jest wymagany do wyprowadzania dużego momentu obrotowego przy niskiej prędkości i dużej prędkości, i musi mieć stałą charakterystykę wyjściową mocy podczas wysokiej prędkości rejsowej.
