تطوير صناعة المحركات ذات الأسلاك المسطحة

لماذا يمكن أن يؤدي تحسين أداء 1% لمحرك السلك المسطح إلى تغييرات هائلة في الصناعة؟

في الآونة الأخيرة ، تبين أن أهم موضوع في مجال سيارات الطاقة الجديدة من بطارية ليثيوم هو المحرك الذي يمثل 10% فقط من تكلفة السيارة. مع محرك السلك المسطح المتعلق بأسهم Jingda ، تضاعف سعر سهم Founder Motor وشركات أخرى تقريبًا ، والسبب هو تحسين كفاءة 1% في تطبيق محرك السلك المسطح. لماذا يمكن أن يتسبب تحسين أداء 1% في حدوث تغيير كبير في الصناعة؟

عبر التاريخ ، سواء كانت رياضة أو حرب أعمال ، سيد المبارزة ، عند الاقتراب من الحد

يمكن أن يؤدي كل تحسين 1% غالبًا إلى أكثر من تأثير 1%.

إذا نظرنا إلى الوراء في تطوير المحركات ذات الأسلاك المسطحة ، فقد بدأ الجيل الرابع من شيفروليه فولت وتويوتا بالفعل في استخدام المحركات ذات الأسلاك المسطحة ، بينما بدأت أبحاث الصين في هذا المجال في وقت متأخر. ولكن في الآونة الأخيرة ، قامت Tesla و SAIC New Energy و ZEEKR و BYD وغيرها من شركات سيارات الطاقة الجديدة بتسريع وتيرة استبدال المحركات ذات الأسلاك المستديرة بمحركات الأسلاك المسطحة .

وسبب الاستبدال:

يمكن لمحركات الأسلاك المسطحة زيادة الكفاءة بمقدار 1% مقارنة بالمحركات العادية.

تخبرنا الفيزياء أن طبيعة العمل الميكانيكي هي عملية تحويل الطاقة من شكل إلى آخر.

بالنسبة للمحرك ، الهدف هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. وبسبب قانون الحفاظ على الطاقة ، فإن حد كفاءة التحويل هذه هو 99.99 …… % ، قريب بشكل لا نهائي من 100% ولكن ليس.

بالنسبة للمحركات الكهربائية ، تأتي الخسائر من هذه الجوانب.

يمكن أن تصل كفاءة التحويل للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم إلى 96%-97% ، وهي بالفعل أعلى بكثير من محركات الاحتراق الداخلي ذات الكفاءة الحرارية 30-40% فقط.

كيف نذهب أبعد من هذا الرقم؟ توافق الصناعة على استخدام ملفات الجزء الثابت الأكثر منطقية والعمل على استهلاك النحاس ، وهو أكبر خسارة للطاقة.

تقنية لف الأسلاك المسطحة هي الحل لهذه الاحتياجات.

1) كفاءة عالية

المزيد من النحاس لكل وحدة مساحة. بالمقارنة مع المحركات السلكية التقليدية ، يمكن لمحركات الأسلاك المسطحة زيادة المعدل الكامل للفتحات النحاسية العارية بمقدار 20% إلى 30% ، مما يقلل بشكل فعال مقاومة اللف وبالتالي خسائر النحاس.

بالمقارنة مع لفات الأسلاك المستديرة ، يمكن لمحركات الأسلاك المسطحة أن تحشر مساحة أكبر من الأسلاك في نفس الظروف. كلما زاد سمك السلك وانخفضت المقاومة ، ستفقد طاقة أقل في السلك بسبب توليد الحرارة.

ثانيًا ، الحجم النهائي أقصر. تتميز المحركات ذات دبوس الشعر بحجم نهاية متعرج أقصر مقارنةً بمحركات الأسلاك المستديرة ، ويبلغ الارتفاع الإجمالي للنهاية 5 ~ 10 مم أقصر ، مما يقلل بشكل فعال من استهلاك النحاس للملف النهائي ويزيد من كفاءة المحرك.

لا يساهم النحاس في النهاية في طاقة المحرك ، ولكنه يعمل فقط كتوصيل ، مما يولد خسائر كهربائية إضافية ، لذلك كلما كان أقصر كلما كان ذلك أفضل.

يمكن أن تؤدي هذه التحسينات الهيكلية إلى زيادة متوسط كفاءة المحرك ، مقارنة بالمحركات التي لا تستخدم تقنية الأسلاك المسطحة ، بأكثر من 1%.

ومع ذلك ، بعد كل شيء ، فإن التحسن هو 1% فقط. ما مدى أهمية تحسين "1%" للمهندسين في المختبر؟ من حيث تجربة المستخدم ، ما الذي يمكن إحضاره للمستخدم؟

أولاً ، من الرسم البياني لخصائص المحرك يمكننا أن نرى أن محرك لف الأسلاك المسطحة بأربع فتحات ، المنطقة الأكثر كفاءة يتم توسيعها بشكل كبير.

يشير التوسيع في اتجاه المحور الأفقي إلى أن نطاق السرعة للفاصل الزمني الأكثر كفاءة أصبح أكبر. من ظروف العمل منخفضة السرعة في ازدحام المدينة إلى ظروف الإبحار عالية السرعة ، يمكن الاستمتاع بأعلى كفاءة.

ثانيًا ، يشير ما يسمى بـ "1%" إلى متوسط فرق الكفاءة بين الاثنين في ظل ظروف WLTC ، وهو أعلى بمقدار 1.12% لمحركات الأسلاك المسطحة . ومع ذلك ، في النطاق الكامل لمتوسط الظروف ، يصل الفرق بين قيمتي الكفاءة إلى 2%. عند نقاط التشغيل ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي ، يمكن تحسين الكفاءة حتى تصل إلى 10%.

(ملاحظة: WLTC هو معيار اختبار استهلاك الطاقة الجديد الذي سيتم تنفيذه قريبًا.)

بالطبع ، توفر تقنية الأسلاك المسطحة أكثر من مجرد كفاءة عالية.

2) كثافة طاقة أعلى

تعمل محركات دبوس الشعر على زيادة المعدل الكامل لفتحة النحاس العارية من 20% إلى 30% ، يمكن أن يصل المستوى العالي الحالي في الصين إلى معدل 75% الكامل للفتحة ، وهناك مجال أكبر للنمو في المستقبل. تحت نفس الحجم ، يمكن تعبئة محركات الأسلاك المسطحة في المزيد من لفات الجزء الثابت ، بحيث يمكن لمحركات السلك المسطح إنتاج طاقة وعزم دوران أعلى تحت نفس الخسارة.

في الوقت الحاضر ، تصل أعلى كثافة طاقة للمحركات ذات لف السلك المسطح في الصين إلى 5kW / kg ، بينما تلبي المحركات العادية عنق الزجاجة عند 3kw / kg. تتطلب "خطة توفير الطاقة وتطوير صناعة الطاقة الجديدة" في الصين وصول المحركات إلى 4 كيلو وات / كجم أو أكثر ، لذلك أصبح استخدام المحركات ذات الأسلاك المسطحة أمرًا لا مفر منه.