Warum fallen Flachdrahtmotoren auf? Was ist der nächste Schritt?

Flachdrahtmotoren nehmen im Allgemeinen 4 oder 8 Schichten Flachdrahtstruktur an, und jeder Prozess kann vollautomatisch durch proprietäre Ausrüstung produziert werden. Die Produktkonsistenz ist gut und die Produktionseffizienz hoch. Die Anforderung an die Ausstattungsspezifität ist jedoch hoch. Und der wirtschaftliche Typ ist nicht für die Kleinserienfertigung von Prototypen geeignet.

Flachdrahtmotorwicklungen in der Statorschlitzanordnung, Schlitzvollrate, reine Kupferschlitzvollrate von 70%, verbessern die Motordrehmomentausgangskapazität und die Wärmeableitungskapazität; Magnet-Doppel-V-Struktur-Rotor, die hohe Auslastung der Magnete, verbessern das Motordrehmoment und die Leistungskapazität; Flachdrahtmotorstator PIN-Fußende mit Laserschweißen, Voll- und Rundschweißverbindungen, hohe Schweißfestigkeit, hohe Schweißeffizienz, gute Konsistenz der Schweißverbindungen.

Ein Flachdrahtmotor hat die strukturellen Merkmale kleiner Größe, geringem Gewicht und hoher Leistungsdichte. Der von Founder entworfene Flachdrahtmotor-Statorkern hat einen Außendurchmesser von 220 mm, 8 Leiter pro Schlitz, C-Typ-Isolierpapier, eine Planetenverbindung für die Wicklung, eine 4-Wege-Parallelverbindung, einen durch einen Senkring verbundenen Mittelpunkt, eine kompakte Struktur und eine hohe Zuverlässigkeit .

Der Flachdrahtmotor hat eine hohe Ausgangsleistung. Gründer Der Flachdrahtmotor hat eine Spitzenleistung von 350 Nm/170 kW und eine Dauerleistung von 150 Nm/65 kW.

Der maximale Wirkungsgrad des Motors beträgt 97,51 TP2T und der durchschnittliche NEFZ-Wirkungsgrad beträgt >941 TP2T.

Vorteile von Flachdrahtmotoren

1. hat eine hohe Slot-Vollrate. Normalerweise kann mehr als 70% der Slot-Vollrate erreicht werden. Das Verbessern der Schlitzvollrate kann die Leistungsdichte des Motors effektiv erhöhen. Und verbessert die Wärmeabfuhr in der Statornut.

2. hat eine stärkere Wärmeableitungskapazität. In Ergänzung zu Flachdraht bei niedriger Geschwindigkeit aufgrund des AC-Widerstandsabfalls bei der Wärmeerzeugung. Verringern Sie im Vergleich zum Runddrahtstator den Wärmewiderstand in der Nut, damit eine bessere Wärmeübertragung.

3. mit stärkerer Leistungsdrehmomentfähigkeit. Flachdrahtmotor geringere Wärmeentwicklung und bessere Wärmeableitungskapazität, elektromagnetisches Design, um die thermische Belastung der Statorwicklung richtig zu verbessern, dem Rotor mehr Platz zu geben, um sicherzustellen, dass die Temperatur des Flachdrahtstators ähnlich der des Runddrahtstators ist, erhöht den Rotor Außendurchmesser, um die Spitzenleistung des Motors zu erhöhen.

4. Flachdrahtwickelmotor im Vergleich zum Runddrahtwickelmotor. Mehr Effizienzvorteile bei niedriger Geschwindigkeit, besser geeignet für Chinas städtische Straßenverhältnisse für die Fahrzeuganforderungen.

A. Treiber der Branchenentwicklung, die fünf Vorteile von Flachdrahtmotoren

Vorteil 1: Hohe Energieumwandlungseffizienz bringt Batteriekosteneinsparungen.

Flachdrahtmotoren können die Umwandlungseffizienz erheblich verbessern und die Batteriekosten senken. Laut der Bewertung von SAIC Green Channel ist der Umwandlungswirkungsgrad von Flachdrahtmotoren unter WLTC-Bedingungen um 1,12% höher als der von herkömmlichen Runddrahtmotoren. Die Differenz zwischen den beiden Wirkungsgradwerten beträgt im Vollbereichsdurchschnitt 2%. Im Stadtverkehr (niedrige Drehzahl und hohes Drehmoment) beträgt die Differenz zwischen den beiden Effizienzwerten 10%.

Ein geringerer Kupferverbrauch führt bei Flachdrahtmotoren zu einem höheren Umwandlungswirkungsgrad als bei Runddrahtmotoren.

Von der durch den Motor verlorenen Energie stammen 65% aus dem Kupferverbrauch, 20% aus dem Eisenverbrauch, 10% aus Windreibungsverlust und 5% aus Streuverlust. Der Kupferverbrauch entsteht durch die Widerstandserwärmung des Stroms durch den Kupferdraht Q=I2R. Wenn die Schlitzvollrate höher ist, ist der Kupferdraht, der für den gleichen Leistungsmotor erforderlich ist, kürzer. Dadurch wird der Innenwiderstand reduziert, die Wärmeentwicklung reduziert und der Kupferverbrauch reduziert.

Theoretisch liegt die Schlitzfüllrate von Runddraht im Allgemeinen bei etwa 40%, während Flachdraht kann auf 70% erhöht werden. Aufgrund des kreisförmigen Querschnitts von Runddrähten sind unregelmäßige Lücken zwischen den Drähten unvermeidlich. Während Flachdraht hat kleinere Lücken und höhere Slot-Füllraten.

Der Wirkungsgradbereich von Flachdrahtmotoren ist deutlich höher als der von Runddrahtmotoren. Die allgemeine Anforderung für den Hocheffizienzbereich von Runddrahtmotoren ist, dass der Prozentsatz des Bereichs mit einem Wirkungsgrad >85% nicht kleiner als 85% sein sollte. Wir nennen es „doppelte 85“. Der Wirkungsgradbereich für Flachdrahtmotoren ist mindestens 90% des Wirkungsgradbereichs > 90%. Wir nennen es „doppelte 90“. Der Wirkungsgrad des Motors hängt von der Drehzahl und dem Drehmoment ab. Und die häufigen Start-Stopp-Bedingungen in der Stadt sind Bedingungen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment. Es ist der Bereich mit niedrigem Wirkungsgrad des Runddrahtmotors, während der Umwandlungswirkungsgrad des Flachdrahtmotors in diesem Zustand höher ist.

Vorteil 2: Gute Wärmeableitung, Verbesserung der Hochtemperaturdynamik.

Flachdrahtmotoren haben eine gute Wärmeableitungsleistung und reduzieren den Temperaturanstieg um 10% im Vergleich zu Runddrahtmotoren. Aufgrund des engeren Kontakts von Flachdraht Im Vergleich zu Runddraht wird die Wärmeableitung verbessert und es zeigt sich, dass die Wärmeleitfähigkeit zwischen den Wicklungen bei einer hohen Nutfüllrate 150% einer niedrigen Nutfüllrate entspricht. Die Wicklungen sind in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit anisotrop, wobei die axiale Wärmeleitfähigkeit 100-mal höher ist als in radialer Richtung. Unter Bedingungen mit geringerem Temperaturanstieg kann für das gesamte Fahrzeug eine bessere Beschleunigungsleistung erzielt werden.

Vorteil 3: Hohe Leistungsdichte, stärkere Leistung des gesamten Autos.

Laut der Bewertung von SAIC Green Core Channel hat sich die Vollrate des Flachdraht-Motorsteckplatzes erhöht. Da das Füllvolumen des Kupferdrahts bei gleichem Volumen um 20-301 TP2T zunimmt, erwarten wir eine Erhöhung der Ausgangsleistung um 20-301 TP2T. Es macht das ganze Fahrzeug leistungsfähiger.

Vorteil 4: geringes elektromagnetisches Rauschen, das ganze Auto ist leiser.

Die Spannung des Flachdraht-Motordrahts ist größer und steifer, und der Anker hat eine bessere Steifigkeit. wirkt dämpfend auf Ankergeräusche. Es kann eine relativ kleine Schlitzgröße gewählt werden, um das Schlitzdrehmoment effektiv zu reduzieren und das elektromagnetische Rauschen des Motors weiter zu reduzieren.

Vorteil 5: Geringe Größe bringt hohe Integrationseffizienz und entspricht dem Entwicklungstrend des All-in-One-Elektroantriebs.

Aufgrund der höheren Slot-Füllrate von Flachdraht, erwarten wir, dass das Volumen des gleichen Leistungsmotors aufgrund des geringeren Kupferdrahtverbrauchs und des entsprechenden Stators um 30% abnimmt. Darüber hinaus ist der Flachdrahtmotor eine fortschrittlichere Wickelmethode, um ein leichter zu schneidendes Motorende zu erzielen, verglichen mit dem Runddrahtmotor, um 15-20% der Endgröße zu reduzieren, Platz zu schaffen, um die Motorminiaturisierung und das geringe Gewicht weiter zu reduzieren.

B. Wir lösen bÜbergänge zu Flachdraht-Motoranwendungen Einer nach dem anderen

Flachdraht hat viele Vorteile, die mit herkömmlichen Wicklungen nicht zu vergleichen sind, aber gleichzeitig haben Flachdrahtmotoren auch einige Nachteile. Aber im Allgemeinen gibt es keinen Mangel. Mit der Entwicklung der Technologie und der allmählichen Zunahme der Durchdringung werden wir die Barrieren für die Anwendung von Flachdrahtmotoren nach und nach lösen.

Anwendungsbarriere 1: „Skin-Effekt“ und „Näherungseffekt“ sind offensichtlich, die AC-Impedanz steigt und die Umwandlungseffizienz nimmt bei hoher Geschwindigkeit ab.

Der Skin-Effekt bezieht sich auf das Phänomen, wenn in einem Leiter Wechselstrom oder ein elektromagnetisches Wechselfeld vorhanden ist. Der Strom innerhalb des Leiters ist nicht gleichmäßig verteilt. Und der Strom konzentriert sich im „Haut“-Teil des Leiters. Der Proximity-Effekt bezieht sich auf die nahe beieinander liegenden Leiter, bei Wechselstrom befindet sich jeder Leiter in dem Magnetfeld, das durch seinen eigenen Strom erzeugt wird. Aber auch im Magnetfeld, das der Strom in anderen Leitern erzeugt. Dadurch wird die Stromverteilung in jedem Leiter durch die benachbarten Leiter und ein ungleichmäßiges Phänomen beeinflusst. Der „Skin-Effekt“ und der „Nachbareffekt“ erhöhen die AC-Impedanz. Es erhöht die AC-Impedanz und verringert die Umwandlungseffizienz bei hoher Geschwindigkeit.

Dem rasanten Anstieg der Durchdringung von Flachdrahtmotoren tut der „Skin-Effekt“ keinen Abbruch, aber auch Ingenieure hatten Verbesserungsmöglichkeiten:

1) Erhöhen des Längenverhältnisses des Flachdrahts, um indirekt die spezifische Oberfläche des Flachdrahts zu vergrößern;

2) Reduzieren der Größe des Leiters, um indirekt die spezifische Oberfläche zu vergrößern Flachdraht. Aber dies wird auch die volle Rate des Slots reduzieren, wir müssen es auswerten.

3) Verwendung eines Mehrganggetriebes

4) 3D-Druck von Kupferdraht, der beliebige Variationen der Leitergröße und des Querschnitts zulässt, was eine große Freiheit beim Wicklungsdesign ergibt, was zu einer elektrisch getrennten Struktur innerhalb des Leiters führt, wobei die elektrisch getrennte Struktur verwendet wird, um den Wirbelstrom zu begrenzen Weg, so dass die Stromdichte „erzwungen“ wird Neben der beliebigen Anschlussgeometrie, die mit Hilfe des 3D-Drucks erreicht werden kann, der ohne den herkömmlichen Lötprozess von Wickelverbindungen auskommt, ist diese Lösung kurzfristig nicht in Serie herstellbar .

Anwendungsbarriere 2: Nicht-Standardisierung.

Verschiedene Autohersteller haben unterschiedliche Designlösungen, und der Stator ist das Herzstück des Motordesigns. Nach dem Einstellen der Statorgröße ändern sich die Drahtform und die Größe des Drahtes an jeder Stelle. Es erfordert maßgeschneiderte teure Werkzeugformen, geringe Kompatibilität und hohe Schwierigkeiten bei der Serialisierung.

Anwendungshindernis 3: Die Investition in eine Produktionslinie für Flachdrahtmotoren beträgt das 2- bis 5-fache der für Runddraht.

Flachdrahtmotoren erfordern eine hohe Produktkonsistenz und technische Schwierigkeiten. Es erfordert Investitionen in hochpräzise automatisierte Servoausrüstung, Schweißausrüstung, HairPin-Drahtformausrüstung und Werkzeuge. Wir haben den Trend der Elektrifizierung von Automobilen und Flachdrahtmotoren bestätigt. Und Flachdrahtmotoren werden allmählich zum Liebling des Kapitals.

Anwendungsbarriere 4: Hohe Nachfrage nach Flachdraht, hohe Kosten Flachdraht und technische Schwierigkeit.

Die Verarbeitung von Flachdraht ist schwieriger geworden:

1) Der Wechsel von einer runden zu einer rechteckigen Form führt zu einem komplexeren Herstellungsprozess von Kupferdrähten.

2) Beschichten ist schwieriger.

Es ist sehr schwierig, die R-Ecke des Flachdrahts zu beschichten, und es ist schwierig, hier die Gleichmäßigkeit der Isolierschicht sicherzustellen. Die Isolationsbeschichtung wird nach dem Trocknen schrumpfen und der Flachdraht wird ungleichmäßig geschrumpft und leicht verformt, was eine Verbesserung erfordert, um die Beschichtungsdicke an der R-Ecke dicker zu machen.

3) Nach dem Flachdraht zu einer Haarnadel gebogen wird, konzentriert sich die Spannung auf die R-Ecke.

Es führt leicht zum Bruch der Beschichtungsschicht.

4) Die Industrie benötigt Flachdraht mit hoher Präzision, einer großen Querschnittsfläche und einer kleinen Anzahl von Windungen.

Single-Wire-Inkonsistenz auf die Gesamtleistung des Aufpralls deutlich erhöht, die Konsistenz der Flachdraht Die Anforderungen sind hoch, aufwändige Verarbeitungskosten verteuern den Flachdraht, aber auch die Flachdrahtverarbeiter genießen einen höheren technischen Mehrwert.

5) Der in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendete Lackdraht steht in direktem Zusammenhang mit der Stabilität des Fahrzeugbetriebs, der Qualitätskontrollprozess, die Forschung und Entwicklung sowie die Prozessdesignfähigkeiten der Hersteller von elektromagnetischen Drähten stellen hohe Anforderungen.

Es erfordert ein vernünftiges Design und eine strenge Kontrolle mehrerer Kontrollpunkte wie Zieh- und Beschichtungsgeschwindigkeit, Koordination von Ziehen und Beschichten, Ziehdüsenkonfiguration, Spannungssteuerung, Beschichtungsdüsenkonfiguration, Backtemperatur, Viskosität der Isolierfarbe und Arbeitsumgebung.

Die größten Kosten für Flachdraht ist der Rohstoff, sauerstofffreie Kupferstange. Und die Verarbeitungskosten sind bei Motoren kein hoher Wert. Eine stabile Versorgung mit qualifizierten Produkten ist der Schlüssel zur Zusammenarbeit mit Automobilunternehmen. Da die Hauptkosten die Rohstoffe sind, besteht für Autohersteller kein großer Anreiz, Lieferanten mit niedrigeren Bearbeitungsgebühren zu suchen.