Pourquoi les moteurs à fil plat se démarquent-ils ? Quelle est la prochaine étape ?

Moteurs à fil plat adoptent généralement 4 ou 8 couches de structure de fil plat, et chaque processus peut être produit de manière entièrement automatique par un équipement propriétaire. La consistance du produit est bonne et l'efficacité de la production est élevée. Cependant, l'exigence de spécificité de l'équipement est élevée. Et le type économique ne convient pas à la production de prototypes en petits lots.

Les enroulements de moteur à fil plat dans la disposition des fentes du stator, le plein débit de la fente, le plein débit de la fente en cuivre pur de 70%, améliorent la capacité de sortie du couple du moteur et la capacité de dissipation thermique ; rotor à double structure en V à aimant, le taux d'utilisation élevé des aimants, améliore le couple du moteur et la capacité de puissance; Extrémité de pied de broche de stator de moteur à fil plat utilisant le soudage au laser, joints de soudage complets et ronds, résistance de soudage élevée, efficacité de soudage élevée, bonne cohérence des joints de soudage.

Un moteur à fil plat présente les caractéristiques structurelles d'une petite taille, d'un poids léger et d'une densité de puissance élevée. Le noyau de stator de moteur à fil plat conçu par Founder a un diamètre extérieur de 220 mm, 8 conducteurs par fente, un papier isolant de type C, une connexion planétaire pour l'enroulement, une connexion parallèle à 4 voies, un point central connecté par un anneau d'évier, une structure compacte et une haute fiabilité. .

Le moteur à fil plat a des performances de sortie élevées. Fondateur Le moteur à fil plat a une performance maximale de 350 Nm/170 kW et une performance continue de 150 Nm/65 kW.

Le rendement maximal du moteur est de 97,51 TP2T et le rendement NEDC moyen est > 941 TP2T.

Avantages des moteurs à fil plat

1. a un taux plein élevé d'emplacement. Peut généralement atteindre plus de 70% du plein débit de la fente. L'amélioration du plein débit de la fente peut améliorer efficacement la densité de puissance du moteur. Et améliore la dissipation thermique dans la fente du stator.

2. a une plus grande capacité de dissipation thermique. En plus de fil plat à faible vitesse en raison de la diminution de la résistance CA dans la génération de chaleur. Par rapport au stator à fil rond, réduisez la résistance thermique dans la fente, de sorte qu'un meilleur transfert de chaleur.

3. avec une capacité de couple de puissance plus forte. Moteur à fil plat moins de génération de chaleur et meilleure capacité de dissipation de la chaleur, conception électromagnétique pour améliorer correctement la charge thermique de l'enroulement du stator, donner plus d'espace au rotor, pour s'assurer que la température du stator à fil plat est similaire au stator à fil rond augmente le rotor diamètre extérieur pour améliorer la capacité de sortie maximale du moteur.

4. moteur d'enroulement de fil plat par rapport au moteur d'enroulement de fil rond. Plus d'avantages d'efficacité à basse vitesse, plus adaptés aux conditions routières urbaines chinoises pour les besoins du véhicule.

A. Moteurs de développement de l'industrie, les cinq avantages des moteurs à fil plat

Avantage 1 : Une efficacité de conversion d'énergie élevée permet de réaliser des économies sur les coûts de la batterie.

Les moteurs à fil plat peuvent améliorer considérablement l'efficacité de la conversion et réduire les coûts de la batterie. Selon l'évaluation de SAIC Green Channel, le rendement de conversion des moteurs à fil plat est supérieur de 1,121 TP2T à celui des moteurs à fil rond traditionnels dans les conditions WLTC. La différence entre les deux valeurs d'efficacité est de 2% dans la moyenne de la plage complète. En conditions urbaines (petite vitesse et fort couple), il existe une différence de 10% entre les deux valeurs de rendement.

Une consommation de cuivre plus faible se traduit par un rendement de conversion plus élevé pour les moteurs à fil plat que pour les moteurs à fil rond.

De l'énergie perdue par le moteur, 65% proviennent de la consommation de cuivre, 20% de la consommation de fer, 10% de la perte due au frottement du vent et 5% de la perte parasite. La consommation de cuivre provient de l'échauffement résistif du courant traversant le fil de cuivre Q=I2R. Lorsque le plein débit de la fente est plus élevé, le fil de cuivre requis pour le même moteur de puissance est plus court. Réduisant ainsi la résistance interne, réduisant la génération de chaleur et réduisant la consommation de cuivre.

Théoriquement, le taux de remplissage de la fente du fil rond est généralement d'environ 40%, tandis que fil plat peut être augmenté à 70%. En raison de la section circulaire du fil rond, des espaces irréguliers entre les fils sont inévitables. Alors que fil plat a des écarts plus petits et des taux de remplissage de créneaux plus élevés.

La gamme à haut rendement des moteurs à fil plat est bien supérieure à celle des moteurs à fil rond. L'exigence générale pour la gamme à haut rendement des moteurs à fil rond est que le pourcentage de la gamme avec un rendement > 85% ne doit pas être inférieur à 85%. Nous l'appelons "double 85". La plage de rendement pour les moteurs à fil plat n'est pas inférieure à 90% de la plage de rendement > 90%. Nous l'appelons "double 90". Le rendement du moteur est lié à la vitesse et au couple. Et les conditions de démarrage et d'arrêt fréquentes en ville sont des conditions de faible vitesse et de couple élevé. Il s'agit de la plage à faible rendement du moteur à fil rond, tandis que le rendement de conversion du moteur à fil plat est plus élevé dans cette condition.

Avantage 2 : bonne dissipation thermique, améliore la dynamique à haute température.

Les moteurs à fil plat ont de bonnes performances de dissipation thermique, réduisant l'augmentation de température de 10% par rapport aux moteurs à fil rond. En raison du contact plus étroit de fil plat par rapport au fil rond, la dissipation thermique est améliorée et on constate que la conductivité thermique entre enroulements à un taux de remplissage d'encoche élevé est de 150% d'un taux de remplissage d'encoche faible. Les enroulements sont anisotropes en termes de conductivité thermique, la conductivité thermique axiale étant 100 fois supérieure à la direction radiale. De meilleures performances d'accélération peuvent être obtenues pour l'ensemble du véhicule dans des conditions d'élévation de température inférieures.

Avantage 3 : densité de puissance élevée, puissance plus forte de toute la voiture.

Selon l'évaluation de SAIC Green Core Channel, le plein débit de la fente du moteur à fil plat a augmenté. Comme le volume de remplissage du fil de cuivre augmente de 20-30% dans le même volume, nous nous attendons à ce que la puissance de sortie augmente de 20-30%. Cela rend l'ensemble du véhicule plus puissant.

Avantage 4 : faible bruit électromagnétique, toute la voiture est plus silencieuse.

La contrainte du fil de moteur à fil plat est plus grande et plus rigide, et l'armature a une meilleure rigidité. a un effet suppresseur sur le bruit d'induit. Une taille de fente relativement petite peut être prise pour réduire efficacement le couple de fente et réduire davantage le bruit électromagnétique du moteur.

Avantage 5 : La petite taille apporte une efficacité d'intégration élevée et répond à la tendance de développement de l'entraînement électrique tout-en-un.

En raison du taux de remplissage plus élevé des créneaux de fil plat, nous nous attendons à ce que le volume du même moteur de puissance diminue de 30% en raison de la moindre utilisation de fil de cuivre et du stator correspondant. De plus, le moteur à fil plat est une méthode d'enroulement plus avancée pour apporter une extrémité de moteur plus facilement coupée, par rapport au moteur à fil rond pour réduire 15-20% de la taille de l'extrémité, de l'espace pour réduire davantage la miniaturisation du moteur et la légèreté.

B. Nous résolvent barriers aux applications de moteurs à fil plat un par un

Fil plat présente de nombreux avantages incomparables aux bobinages traditionnels, mais en même temps, les moteurs à fil plat présentent également certains inconvénients. Mais en général, il n'y a pas de défaut. Avec le développement de la technologie et l'augmentation progressive de la pénétration, nous allons résoudre un par un les obstacles à l'application des moteurs à fil plat.

Barrière d'application 1 : "l'effet de peau" et "l'effet de proximité" sont évidents, l'impédance AC augmente et l'efficacité de conversion diminue à haute vitesse.

L'effet de peau fait référence au phénomène lorsqu'il y a un courant alternatif ou un champ électromagnétique alternatif dans un conducteur. Le courant à l'intérieur du conducteur n'est pas uniformément réparti. Et le courant est concentré dans la partie "peau" du conducteur. L'effet de proximité fait référence aux conducteurs proches les uns des autres, lorsqu'il y a un courant alternatif, chaque conducteur est dans le champ magnétique généré par son propre courant. Mais aussi dans le champ magnétique généré par le courant dans d'autres conducteurs. Cela rend la distribution du courant dans chaque conducteur affectée par les conducteurs voisins et le phénomène inégal. "L'effet de peau" et "l'effet de voisinage" augmenteront l'impédance AC. Cela augmentera l'impédance AC et réduira l'efficacité de conversion à grande vitesse.

"L'effet de peau" n'affecte pas l'augmentation rapide de la pénétration des moteurs à fil plat, mais les ingénieurs ont également eu des options d'amélioration :

1) augmenter le rapport d'aspect du fil plat pour augmenter indirectement la surface spécifique du fil plat ;

2) réduire la taille du conducteur pour augmenter indirectement la surface spécifique de fil plat. Mais cela réduira également le taux plein de la fente, nous devons l'évaluer.

3) à l'aide d'un engrenage à plusieurs vitesses

4) impression 3D de fil de cuivre, qui permet des variations arbitraires de la taille et de la section du conducteur, donnant une grande liberté dans la conception de l'enroulement, ce qui se traduit par une structure électriquement séparée à l'intérieur du conducteur, ladite structure électriquement séparée étant utilisée pour limiter les courants de Foucault chemin pour que la densité de courant soit «forcée» En plus de la géométrie de connexion arbitraire qui peut être obtenue à l'aide de l'impression 3D, qui ne nécessite pas le processus de soudage traditionnel des joints d'enroulement, cette solution ne peut pas être produite en série à court terme .

Barrière d'application 2 : non-normalisation.

Différents constructeurs automobiles ont des solutions de conception différentes, et le stator est au cœur de la conception du moteur. Après avoir défini la taille du stator, la forme et la taille du fil changent à tout moment. Cela nécessite des moules d'outillage coûteux sur mesure, une faible compatibilité et une grande difficulté de sérialisation.

Application Barrière 3 : L'investissement dans la ligne de production de moteurs à fil plat est de 2 à 5 fois supérieur à celui du fil rond.

Les moteurs à fil plat nécessitent une grande cohérence du produit et une difficulté technique. Cela nécessite des investissements dans des équipements servo automatisés de haute précision, des équipements de soudage, des équipements de formage de fils HairPin et des outils. Nous avons confirmé la tendance à l'électrification des automobiles et des moteurs à fil plat. Et les moteurs à fil plat deviennent peu à peu la coqueluche du capital.

Application Obstacle 4 : Forte demande de fil plat, coût élevé de fil plat et difficulté technique.

Le traitement du fil plat est devenu plus difficile :

1) Le passage d'une forme ronde à une forme rectangulaire entraîne un processus de production de fil de cuivre plus complexe.

2) Le revêtement est plus difficile.

Il est très difficile d'enrober le coin R du fil plat, et il est difficile d'assurer ici l'uniformité de la couche isolante. Le revêtement isolant rétrécit après séchage et le fil plat est rétréci de manière non uniforme et se déforme facilement, ce qui nécessite une amélioration pour rendre l'épaisseur du revêtement au coin R plus épaisse.

3) Après le fil plat est plié en épingle à cheveux, la contrainte est concentrée au coin R.

Cela conduira facilement à la rupture de la couche de revêtement.

4) L'industrie exige un fil plat avec une grande précision, une grande section transversale et un petit nombre de tours.

L'incohérence d'un seul fil sur la performance globale de l'impact a considérablement augmenté, la cohérence de la fil plat les exigences sont élevées, les coûts de traitement complexes augmentent le coût du fil plat, mais permettent également aux entreprises de traitement du fil plat de bénéficier d'une prime technique plus élevée.

5) Le fil émaillé utilisé dans les véhicules à énergie nouvelle est directement lié à la stabilité du fonctionnement du véhicule, au processus de contrôle de la qualité, à la recherche et au développement et aux capacités de conception de processus des fabricants de fils électromagnétiques qui présentent des exigences élevées.

Cela nécessite une conception raisonnable et un contrôle strict de plusieurs points de contrôle tels que la vitesse d'étirage et de revêtement, la coordination de l'étirage et du revêtement, la configuration de la matrice d'étirage, le contrôle de la tension, la configuration de la matrice de revêtement, la température de cuisson, la viscosité de la peinture isolante et l'environnement de travail.

Le plus gros coût de fil plat est la matière première, tige de cuivre sans oxygène. Et le coût de traitement n'est pas une valeur élevée dans les moteurs. Un approvisionnement stable en produits qualifiés est la clé de la coopération avec les constructeurs automobiles. Le coût principal étant les matières premières, les constructeurs automobiles ne sont pas très incités à rechercher des fournisseurs proposant des frais de traitement moins élevés.