Почему двигатели с плоской проволокой выделяются? Какой следующий шаг?

Двигатели с плоской проволокой обычно используется 4 или 8 слоев плоской проволоки, и каждый процесс может выполняться полностью автоматически с помощью запатентованного оборудования. Консистенция продукта хорошая, а эффективность производства высокая. Однако требования к специфичности оборудования высоки. А экономичный тип не подходит для мелкосерийного производства опытных образцов.

Плоские обмотки двигателя в пазу статора, полная скорость слота, полная скорость слота из чистой меди 70%, улучшают выходную мощность крутящего момента двигателя и способность рассеивания тепла; ротор с двойной V-образной структурой магнита, высокий коэффициент использования магнитов, улучшают крутящий момент двигателя и мощность; Плоский конец статора двигателя с плоской проволокой с использованием лазерной сварки, полных и круглых сварочных соединений, высокой прочности сварки, высокой эффективности сварки, хорошей консистенции сварочных соединений.

Двигатель с плоской проволокой имеет конструктивные особенности небольшого размера, легкого веса и высокой удельной мощности. Сердечник статора двигателя с плоской проволокой, разработанный Founder, имеет внешний диаметр 220 мм, 8 проводников на слот, изоляционную бумагу типа C, планетарное соединение для обмотки, 4-стороннее параллельное соединение, центральную точку, соединенную впускным кольцом, компактную конструкцию и высокую надежность. .

Двигатель с плоской проволокой имеет высокую выходную мощность. Основатель Двигатель с плоской проволокой имеет пиковую мощность 350 Нм/170 кВт и непрерывную мощность 150 Нм/65 кВт.

Максимальный КПД двигателя составляет 97,5%, а средний КПД NEDC >94%.

Преимущества двигателей с плоской проволокой

1. имеет высокую полную скорость слота. Обычно может достигать более 70% полной скорости слота. Улучшение полной скорости слота может эффективно повысить удельную мощность двигателя. И улучшает отвод тепла в пазу статора.

2. имеет более сильную теплоотдачу. В добавок к плоский провод на малой скорости из-за снижения сопротивления переменному току тепловыделения. По сравнению со статором из круглой проволоки уменьшите тепловое сопротивление в пазу, чтобы улучшить теплопередачу.

3. с более сильным крутящим моментом. Двигатель с плоской проволокой снижает тепловыделение и улучшает способность рассеивания тепла, электромагнитная конструкция для надлежащего повышения тепловой нагрузки обмотки статора, дает больше места для ротора, чтобы температура статора с плоской проволокой была аналогична температуре статора с круглой проволокой, увеличивает ротор наружный диаметр для увеличения максимальной выходной мощности двигателя.

4. Двигатель с обмоткой из плоской проволоки по сравнению с двигателем с обмоткой из круглого провода. Больше преимуществ эффективности на низкой скорости, больше подходит для городских дорожных условий Китая для нужд автомобиля.

A. Драйверы развития отрасли, пять преимуществ двигателей с плоской проволокой

Преимущество 1: Высокая эффективность преобразования энергии обеспечивает экономию затрат на батареи.

Двигатели с плоской проволокой могут значительно повысить эффективность преобразования и снизить затраты на батареи. Согласно оценке SAIC Green Channel, эффективность преобразования двигателей с плоским проводом на 1,12% выше, чем у традиционных двигателей с круглым проводом в условиях WLTC. Разница между двумя значениями эффективности составляет 2% в среднем для всего диапазона. В городских условиях (низкая скорость и высокий крутящий момент) разница между двумя значениями КПД составляет 10%.

Более низкий расход меди приводит к более высокой эффективности преобразования для двигателей с плоским проводом, чем для двигателей с круглым проводом.

Из потерь энергии двигателем 65% приходится на потребление меди, 20% — на потребление железа, 10% — на потери на трение ветром и 5% — на паразитные потери. Расход меди происходит за счет резистивного нагрева тока по медному проводу Q=I2R. Когда полная скорость слота выше, медный провод, необходимый для двигателя той же мощности, короче. Таким образом, снижается внутреннее сопротивление, снижается тепловыделение и снижается потребление меди.

Теоретически скорость заполнения паза круглой проволоки обычно составляет около 40%, в то время как плоский провод можно увеличить до 70%. Из-за круглого сечения круглого провода неизбежны неравномерные зазоры между проводами. Пока плоский провод имеет меньшие пробелы и более высокую скорость заполнения слотов.

Диапазон высокоэффективных двигателей с плоской проволокой намного выше, чем у двигателей с круглой проволокой. Общее требование к высокоэффективному диапазону двигателей с круглой проволокой состоит в том, что процент диапазона с КПД >85% должен быть не менее 85%. Мы называем это «двойной 85». Диапазон КПД плоскопроволочных двигателей не менее 901ТР2Т из диапазона КПД > 901ТР2Т. Мы называем это «двойные 90». КПД двигателя зависит от скорости и крутящего момента. И частые условия старт-стоп в городе — это низкая скорость и высокий крутящий момент. Это низкоэффективный диапазон двигателя с круглым проводом, в то время как эффективность преобразования двигателя с плоским проводом в этом состоянии выше.

Преимущество 2: хорошее рассеивание тепла, улучшение высокотемпературной динамики.

Двигатели с плоской проволокой обладают хорошими характеристиками рассеивания тепла, уменьшая повышение температуры на 10% по сравнению с двигателями с круглой проволокой. В связи с более тесным контактом плоский провод по сравнению с круглым проводом улучшается рассеивание тепла, и обнаружено, что теплопроводность между обмотками при высокой скорости заполнения пазов составляет 150% при низкой скорости заполнения пазов. Обмотки анизотропны по теплопроводности, причем осевая теплопроводность в 100 раз выше, чем радиальная. Лучшее ускорение может быть достигнуто для всего транспортного средства в условиях более низкого повышения температуры.

Преимущество 3: Высокая удельная мощность, более сильная мощность всего автомобиля.

Согласно оценке SAIC Green Core Channel, полная скорость слота двигателя с плоским проводом увеличилась. Поскольку объем заполнения медной проволоки увеличивается на 20-30% в том же объеме, мы ожидаем, что выходная мощность увеличится на 20-30%. Это делает весь автомобиль более мощным.

Преимущество 4: низкий уровень электромагнитного шума, в целом автомобиль работает тише.

Напряжение провода двигателя с плоской проволокой больше и жестче, а якорь имеет лучшую жесткость. оказывает подавляющее действие на шум якоря. Относительно небольшой размер паза может быть использован для эффективного уменьшения крутящего момента паза и дальнейшего уменьшения электромагнитного шума двигателя.

Преимущество 5: Небольшой размер обеспечивает высокую эффективность интеграции и соответствует тенденции развития универсального электропривода.

Из-за более высокой скорости заполнения слотов плоский провод, мы ожидаем, что объем двигателя той же мощности уменьшится на 30% из-за меньшего использования медного провода и соответствующего статора. Кроме того, двигатель с плоской проволокой представляет собой более продвинутый метод намотки, обеспечивающий более легкое обрезание конца двигателя по сравнению с двигателем с круглым проводом, чтобы уменьшить размер конца 15-20%, пространство для дальнейшего уменьшения миниатюризации и легкости двигателя.

Б. Мы решают бопоры для двигателей с плоской проволокой по одному

Плоский провод имеет много преимуществ, несравнимых с традиционными обмотками, но в то же время двигатели с плоским проводом имеют и некоторые недостатки. Но в целом недостатков нет. С развитием технологий и постепенным увеличением проникновения мы будем постепенно устранять препятствия для применения двигателей с плоской проволокой.

Барьер применения 1: «скин-эффект» и «эффект близости» очевидны, импеданс переменного тока увеличивается, а эффективность преобразования снижается на высокой скорости.

Скин-эффектом называется явление, когда в проводнике присутствует переменный ток или переменное электромагнитное поле. Ток внутри проводника распределяется неравномерно. А ток сосредоточен в «кожной» части проводника. Эффект близости относится к проводникам, расположенным близко друг к другу, при наличии переменного тока каждый проводник находится в магнитном поле, создаваемом собственным током. Но и в магнитном поле, создаваемом током в других проводниках. Это приводит к тому, что на распределение тока в каждом проводнике будут влиять соседние проводники и неравномерное явление. «Скин-эффект» и «эффект соседства» увеличивают импеданс переменного тока. Это увеличит импеданс переменного тока и снизит эффективность преобразования на высокой скорости.

«Скин-эффект» не влияет на быстрое увеличение проникновения двигателей с плоской проволокой, но у инженеров также были варианты улучшения:

1) увеличение соотношения размеров плоской проволоки для косвенного увеличения удельной площади поверхности плоской проволоки;

2) уменьшение размера проводника для косвенного увеличения удельной поверхности плоский провод. Но это также снизит полную скорость слота, нам нужно это оценить.

3) с помощью многоступенчатой передачи

4) 3D-печать медной проволоки, которая допускает произвольные изменения размера и поперечного сечения проводника, предоставляя большую свободу в проектировании намотки, что приводит к электрически разделенной структуре внутри проводника, при этом указанная электрически разделенная структура используется для ограничения вихревых токов. пути, чтобы плотность тока была «вынужденной». Помимо произвольной геометрии соединения, которую можно добиться с помощью 3D-печати, не требующей традиционного процесса пайки соединений обмотки, это решение не может быть массово произведено в короткие сроки .

Барьер применения 2: нестандартизация.

У разных автомобильных компаний разные конструктивные решения, и ядром конструкции двигателя является статор. После установки размера статора форма и размер провода изменяются в любой точке. Для этого требуются изготовленные на заказ дорогие пресс-формы, низкая совместимость и высокая сложность сериализации.

Барьер применения 3: Инвестиции в производственную линию двигателя из плоской проволоки в 2-5 раз превышают затраты на производство круглой проволоки.

Двигатели с плоской проволокой требуют высокой консистенции продукта и технических трудностей. Это требует инвестиций в высокоточное автоматизированное сервоприводное оборудование, сварочное оборудование, оборудование для формовки проволоки в шпильку и инструменты. Мы подтвердили тенденцию электрификации автомобилей и двигателей с плоским проводом. А моторы с плоской проволокой постепенно становятся любимцами капитала.

Прикладной барьер 4: высокий спрос на плоскую проволоку, высокая стоимость плоский провод и техническая сложность.

Обработка плоской проволоки стала сложнее:

1) Переход от круглой формы к прямоугольной приводит к более сложному процессу производства медной проволоки.

2) Покрытие сложнее.

Край R плоского провода покрыть очень сложно, и здесь трудно обеспечить однородность слоя изоляции. Изоляционное покрытие дает усадку после высыхания, а плоская проволока неравномерно усаживается и легко деформируется, что требует доработки для увеличения толщины покрытия в R-угле.

3) После плоский провод согнута в шпильку, напряжение сосредоточено в углу R.

Это легко приведет к разрыву слоя покрытия.

4) В промышленности требуется плоская проволока высокой точности, большой площади поперечного сечения и небольшого количества витков.

Несоответствие одного провода на общую производительность воздействия значительно увеличилось, согласованность плоский провод требования высоки, сложные затраты на обработку делают плоскую проволоку дороже, но также заставляют компании, занимающиеся обработкой плоской проволоки, получать более высокую техническую премию.

5) Эмалированный провод, используемый в транспортных средствах с новой энергией, напрямую связан со стабильностью работы транспортного средства, процессом контроля качества, исследованиями и разработками, а также возможностями проектирования процессов производителей электромагнитных проводов выдвигают высокие требования.

Это требует разумного проектирования и строгого контроля нескольких контрольных точек, таких как скорость волочения и нанесения покрытия, координация волочения и нанесения покрытия, конфигурация волочильного штампа, контроль натяжения, конфигурация штампа для нанесения покрытия, температура обжига, вязкость изолирующей краски и рабочая среда.

Самая большая стоимость плоский провод сырье, бескислородная медная катанка. И стоимость обработки не имеет большого значения в двигателях. Стабильные поставки качественной продукции – залог сотрудничества с автомобильными компаниями. Поскольку основная стоимость приходится на сырье, у автомобильных компаний нет особого стимула искать поставщиков с более низкой платой за обработку.