Австралийцы создали самый быстрый электродвигатель для автомобиля — Газета.Ru
Австралийцы создали самый быстрый электродвигатель для автомобиля — Газета.Ru | Новости
close
100%
Австралийские инженеры создали новый двигатель для автомобиля с самой быстрой частотой вращения. Об этом сообщает TechXplore.
Работа проведена специалистами Университета Нового Южного Уэльса (UNSW). Его мощность в два раза превышает мощность двигателей аналогичного класса, а частота оборотов выросла до 100 тыс. оборотов в минуту. «Одна из тенденций в развитии электромобилей — использование двигателей, которые вращаются с более высокой скоростью. В рамках этого исследовательского проекта мы пытались достичь максимальной скорости. Нам удалось добиться более 100 000 оборотов в минуту, — заявляют разработчики. — Если производитель электромобилей, вроде Tesla, захочет использовать наш двигатель, нам потребуется от шести месяцев до года, чтобы модифицировать его в соответствии с требованиями компании».
Сложнее всего было сконструировать ротор — вращающуюся часть двигателя. Она должна была выдерживать огромные нагрузки и крутящий момент, и при этом состоять из традиционных материалов. Для этого постоянные ротора расположили в виде кривых, а его итоговый облик проверяли компьютерным алгоритмом с искусственным интеллектом, который выявлял недочеты конструкции без необходимости опытной проверки.
Удельная мощность 200-киловаттного двигателя будет равна 7 киловаттам на килограмм. Помимо электромобилей, его можно использовать для вентиляции и в системах отопления, а также в промышленных станках.
Ранее в России изобрели дорожный материал из отходов нефтедобычи.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Марина Ярдаева
Хотеть не вредно
О тех, кому достаточно три аршина земли
Юлия Меламед
Журналист глобус пропил
Об экопарк-отелях и русских памятниках в России и Европе
Георгий Бовт
Не догонишь – не похоронишь
О том, как мы хотели перегнать Америку, но потом передумали
Алексей Мухин
Хромая утка по-пекински
О возможном конфликте США и Китая
Мария Дегтерева
Там чудеса, там леший бродит
О бюрократии и чиновничестве в России
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Cамый мощный автомобиль в мире.
Самый мощный двигатель. Cамый мощный автомобиль в мире. Самый мощный двигатель.
Scroll
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. Различные типы двигателей, используемых в электромобилях
Электрические транспортные средства не являются чем-то новым для этого мира, но технологический прогресс и повышенная забота о контроле за загрязнением окружающей среды придали им метку будущей мобильности.
Основным элементом электромобиля, помимо аккумуляторов для электромобилей, которые заменяют двигатели внутреннего сгорания, является электродвигатель . Быстрое развитие в области силовой электроники и методов управления создало пространство для использования различных типов электродвигателей в электромобилях. Электродвигатели, используемые в автомобилях, должны иметь такие характеристики, как высокий пусковой крутящий момент, высокая удельная мощность, хороший КПД и т. д.
Различные типы электродвигателей, используемых в электромобилях
- Двигатель постоянного тока
- Бесщеточный двигатель постоянного тока
- Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)
- Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока
- Импульсные реактивные двигатели (SRM)
1. Двигатель постоянного тока
Высокий пусковой момент двигателя серии постоянного тока делает его подходящим вариантом для тягового применения.
В начале 19 века это был наиболее широко используемый тяговый двигатель.00с. Преимуществом этого двигателя является легкое регулирование скорости, а также он может выдерживать резкое увеличение нагрузки. Все эти характеристики делают его идеальным тяговым двигателем. Основным недостатком двигателей постоянного тока является высокая потребность в обслуживании из-за щеток и коллекторов. Эти двигатели используются на индийских железных дорогах. Этот двигатель относится к категории коллекторных двигателей постоянного тока.
2. Бесщеточные двигатели постоянного тока
Аналогичны двигателям постоянного тока с постоянными магнитами. Бесколлекторным его называют потому, что он не имеет коллекторно-щеточного устройства. Коммутация в этом двигателе осуществляется электронным способом, поэтому двигатели BLDC не требуют технического обслуживания. Двигатели BLDC обладают такими тяговыми характеристиками, как высокий пусковой крутящий момент, высокий КПД около 95-98% и т.
д. Двигатели BLDC подходят для проектирования с высокой удельной мощностью. Двигатели BLDC являются наиболее предпочтительными двигателями для электромобилей из-за их тяговых характеристик. Вы можете узнать больше о двигателях BLDC, сравнив их с обычным коллекторным двигателем.
Электродвигатели BLDC также бывают двух типов:
i. Двигатель BLDC типа Out-runner:
В этом типе ротор двигателя находится снаружи, а статор — внутри. Его еще называют как мотор-втулка , потому что колесо напрямую связано с внешним ротором. Этот тип двигателей не требует внешнего редуктора. В некоторых случаях сам двигатель имеет встроенные планетарные передачи. Этот двигатель делает автомобиль в целом менее громоздким, поскольку он не требует никакой системы передач. Это также устраняет необходимость в пространстве для установки двигателя. Существует ограничение на размеры двигателя, которое ограничивает выходную мощность в конфигурации с бегунком.
Этот двигатель широко используется производителями электрических велосипедов, такими как Hullikal, Tronx, Spero, легкоскоростных велосипедов и т. д. Он также используется производителями двухколесных транспортных средств, такими как 22 Motors, NDS Eco Motors и т. д.
ii. Вращающийся двигатель BLDC:
В этом типе ротор двигателя находится внутри, а статор снаружи, как у обычных двигателей. Этим двигателям требуется внешняя система трансмиссии для передачи мощности на колеса, из-за этого конфигурация с внешним бегунком немного громоздка по сравнению с конфигурацией с внутренним бегунком. Многие производители трехколесных транспортных средств, такие как Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive, используют двигатели BLDC. Производители скутеров с низкими и средними характеристиками также используют двигатели BLDC для движения.
Именно по этим причинам этот двигатель широко используется в электромобилях.
Основной недостаток — высокая стоимость из-за постоянных магнитов. Перегрузка двигателя сверх определенного предела сокращает срок службы постоянных магнитов из-за тепловых условий.
3. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДПМ)
Этот двигатель также аналогичен двигателю BLDC с постоянными магнитами на роторе . Подобно двигателям BLDC, эти двигатели также обладают такими тяговыми характеристиками, как высокая удельная мощность и высокий КПД. Разница в том, что PMSM имеет синусоидальную противоЭДС, тогда как BLDC имеет трапецеидальную противоЭДС. Синхронные двигатели с постоянными магнитами доступны для более высоких номинальных мощностей. PMSM — лучший выбор для высокопроизводительных приложений, таких как автомобили, автобусы. Несмотря на высокую стоимость, СДПМ составляет жесткую конкуренцию асинхронным двигателям за счет более высокого КПД, чем у последних. PMSM также дороже, чем двигатели BLDC.
Большинство производителей автомобилей используют двигатели PMSM для своих гибридных и электрических транспортных средств . Например, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, мотоциклы Zero S/SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 и т. д. используют двигатель PMSM для движения.
4. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока
Асинхронные двигатели не имеют высокого пускового момента, как двигатели постоянного тока серии при работе с фиксированным напряжением и фиксированной частотой. Но эту характеристику можно изменить с помощью различных методов управления, таких как FOC или методы v/f. При использовании этих методов управления максимальный крутящий момент становится доступным при запуске двигателя, который подходит для тягового применения. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют долгий срок службы из-за меньшего обслуживания. Асинхронные двигатели могут быть рассчитаны на КПД до 92-95%.
Недостаток асинхронного двигателя состоит в том, что он требует сложной схемы инвертора, а управление двигателем затруднено .
В двигателях с постоянными магнитами магниты вносят свой вклад в плотность потока B. Поэтому регулировать значение B в асинхронных двигателях проще, чем в двигателях с постоянными магнитами. Это связано с тем, что в асинхронных двигателях значение B можно регулировать, изменяя напряжение и частоту (V/f) в зависимости от требований к крутящему моменту. Это помогает уменьшить потери, что, в свою очередь, повышает эффективность.
Tesla Model S — лучший пример, демонстрирующий высокую производительность асинхронных двигателей по сравнению с аналогами. Выбрав асинхронные двигатели, Тесла, возможно, хотел устранить зависимость от постоянных магнитов. Даже Mahindra Reva e2o использует трехфазный асинхронный двигатель для движения.
Крупные производители автомобилей, такие как TATA Motors, планируют использовать асинхронные двигатели в своих автомобилях и автобусах. Производитель двухколесных транспортных средств TVS Motors выпустит электрический скутер, в котором для движения используется асинхронный двигатель. Асинхронные двигатели являются предпочтительным выбором для электромобилей, ориентированных на производительность, из-за их низкой стоимости. Другим преимуществом является то, что он может выдерживать суровые условия окружающей среды. Благодаря этим преимуществам индийские железные дороги начали замену двигателей постоянного тока асинхронными двигателями переменного тока.
5. Реактивные реактивные двигатели (SRM)
Реактивные реактивные двигатели относятся к категории двигателей с переменным реактивным сопротивлением с двойной заметностью. Импульсные реактивные двигатели просты по конструкции и надежны. Ротор SRM представляет собой кусок многослойной стали без обмоток или постоянных магнитов .
Это уменьшает инерцию ротора, что способствует высокому ускорению. Надежный характер SRM делает его подходящим для высокоскоростных приложений. SRM также предлагает высокую удельную мощность, что является обязательными характеристиками электромобилей. Поскольку выделяемое тепло в основном сосредоточено на статоре, двигатель легче охлаждать. Самым большим недостатком СРМ является сложность в управлении и увеличение схемы включения . У него также есть некоторые проблемы с шумом. Как только SRM выйдет на коммерческий рынок, в будущем он сможет заменить PMSM и асинхронные двигатели.
Советы по выбору подходящего двигателя для вашего электромобиля
Для выбора подходящего двигателя для электромобиля необходимо сначала перечислить требования к характеристикам, которым должен соответствовать автомобиль, условиям эксплуатации и затраты, связанные с ним. Например, для картингов и двухколесных транспортных средств, требующих меньшей производительности (в основном менее 3 кВт) по низкой цене, хорошо использовать двигатели BLDC Hub.
Для трехколесных и двухколесных транспортных средств также хорошо выбирать двигатели BLDC с внешней системой редуктора или без нее. Для приложений с высокой мощностью, таких как высокопроизводительные двухколесные транспортные средства, автомобили, автобусы, грузовики, идеальным выбором двигателя будут PMSM или асинхронные двигатели. Как только синхронный реактивный двигатель и вентильный реактивный двигатель станут экономически эффективными, как СДПМ или асинхронные двигатели, у вас может быть больше вариантов типов двигателей для применения в электромобилях.
Электродвигатели ZF: полностью готовы для всех приводов
Минимальное время чтения
Ахим Нойвирт пишет для ZF с 2011 года. Он специализируется на написании текстов на самые разные темы, связанные с автомобилями: от автомобилей до технологии позади них, к вождению и трафику.
Электрическая мобильность переживает бум, и все больше и больше поставщиков во всем мире стремятся получить свой кусок пирога.
Многие новые производители осваивают сегмент электродвигателей с его якобы простыми продуктами. Тем не менее, если добавить к этому требования автомобильных клиентов, все быстро усложнится. Производственные потребности на разных континентах должны быть удовлетворены, необходимо учитывать колеблющиеся цифры отзывов. Прежде всего, двигатель должен точно соответствовать всем спецификациям OEM. В идеале даже превзойти их. Электродвигатели ZF делают именно это, что выгодно отличает их от конкурентов.
Как определить, что лучше? Электродвигатель — это удельная мощность и крутящий момент, эффективность и качество. И обеспечение хорошей работы двигателя постоянно, а не только в определенных ситуациях. «Электродвигатели ZF устанавливают эталон по решающим критериям, — говорит Александр Геринг, руководитель отдела разработки электродвигателей ZF. «Различия — это больше, чем просто технические данные. Водители также замечают эти различия на дороге». При этом он имеет в виду, среди прочего, двигатель ZF, который дебютировал в задней части нового Mercedes-Benz EQA.
«Электродвигатели ZF устанавливают эталон в решающих критериях».
Александр Геринг, руководитель отдела разработки электродвигателей ZF
Компетентность в области электродвигателей соответствует системным знаниям
Компетентность в области электродвигателей соответствует системным знаниям
В качестве поставщика электродвигателей ZF в настоящее время участвует примерно в 50 различных проектах для примерно дюжины производителей автомобилей, включая автомобили премиум-класса и объемные производители. ZF Modular eDrive Kit, модульный комплект для всего электропривода, включая силовую электронику и трансмиссию, также включает электродвигатели. Этот системный опыт развивался десятилетиями, что позволяет ZF постоянно фокусироваться на общей картине при разработке отдельных компонентов и выполнении связанных с ними заказов. Производители транспортных средств используют это в своих интересах: «Мы стремимся быть больше, чем просто поставщиком, в том числе и в проектах, где мы поставляем только электродвигатель в качестве компонента привода.
Клиенты ценят наши консультационные ноу-хау, когда речь идет об оптимальном проектировании электродвигателя. для автомобильной системы», — говорит Геринг.
Производительность всей линейки двигателей начинается с 50 кВт для базовых электромобилей. В верхней части шкалы электродвигатели мощностью 400 кВт обеспечивают мощность для спортивных автомобилей премиум-класса. Электродвигатели ZF для большегрузных автомобилей обладают такими же характеристиками. Варианты силовой электроники на 400 и 800 вольт обеспечивают различные варианты производительности для каждого двигателя.
Мощный модульный комплект, отвечающий всем требованиям к электродвигателям
Мощный модульный комплект, отвечающий всем требованиям к электродвигателям
Здесь важно то, что не существует одного электродвигателя ZF для всех применений. Скорее ZF может производить практически любой автомобильный электродвигатель. Начиная с синхронного двигателя с постоянными магнитами (PSM), предпочтительного решения для главной ведущей оси электромобилей.
ZF также производит версию с асинхронным двигателем (ASM), которая в основном используется на вторичном ведущем мосту. Кроме того, ZF поддерживает менее распространенную версию ESM, синхронный двигатель с независимым возбуждением, который идеально подходит для чувствительных к цене сегментов. Несмотря на надежность поставок определенного сырья, ZF хорошо подготовлена.
Производительность всей линейки двигателей начинается с 50 кВт для базовых электромобилей. В верхней части шкалы электродвигатели мощностью 400 кВт обеспечивают мощность для спортивных автомобилей премиум-класса. Электродвигатели ZF для большегрузных автомобилей обладают такими же характеристиками. Все агрегаты основаны на модульном комплекте. Помимо вариантов на 400 и 800 вольт, эта конфигурация позволяет использовать различные варианты производительности для каждого двигателя: «Клиенты могут выбирать между водяным, масляным или щелевым охлаждением. Этот вариант также может повлиять на постоянную мощность и стоимость продукта», — говорит Роланд Хинтрингер, руководитель продуктовой линейки электродвигателей.
«Шпилька» становится ключевым элементом
«Шпилька» становится ключевым элементом
Обмотка шпильки становится технологическим стандартом внутри двигателя. На производственных линиях сначала изготавливаются секции медной проволоки для последующего статора, чтобы они напоминали шпильку. Затем они вставляются механически, скручиваются вместе и соединяются по отдельности. Это существенно повышает КПД двигателя, но создает проблемы для производства. Автоматизация процессов стоит дорого и требует постоянной точности. «ZF был одним из первых, кто вложил значительные средства в эту технологию около четырех лет назад. Вот почему сейчас мы являемся одним из немногих производителей, которые могут надежно использовать эту сложную технику шпильки», — объясняет Геринг.
«Разработка и производство должны быть тесно взаимосвязаны, чтобы поставлять качественные электродвигатели, в идеале в одном и том же месте», — объясняет Хинтрингер. Пилотные линии помогают ZF достичь этой важной цели.
«Поэтому мы можем усовершенствовать процессы и системы для производства превосходного шпилечного электродвигателя с высокой частотой циклов». ZF переносит проверенные процессы на этих пилотных линиях на производственные площадки по всему миру. «Благодаря, в частности, модульному комплекту и пилотным системам, теперь мы можем вдвое сократить время между началом разработки и выводом на рынок электродвигателя», — объясняет менеджер линейки продуктов.
«Благодаря модульному комплекту и пилотным системам теперь мы можем вдвое сократить время между началом разработки и выпуском электродвигателя на рынок.»
Роланд Хинтрингер, глава линейки продуктов для электродвигателей
Во время намотки шпильки производственные линии сначала преформируют секции медных проводов для последующего статора, чтобы они напоминали шпильку.
Гибкость вдвое сокращает время выхода электродвигателей на рынок
Гибкость вдвое сокращает время выхода электродвигателей на рынок
Рынки нестабильны.
Объемы, которые клиенты планируют или отменяют сегодня, вполне могут устареть завтра. Вы всегда должны быть готовы к неожиданным спадам или, как в случае с электродвигателями ZF, к буму спроса. Поэтому Группа делает ставку на модульные стандартизированные производственные линии. Это обеспечивает необходимую гибкость: несколько типов электродвигателей могут работать одновременно на одной сборочной линии, а быстрое расширение системы позволяет быстро наращивать объемы. «Эти универсальные производственные концепции являются ключевыми элементами сегодняшней трансформации отрасли», — говорит Хинтрингер.
Хороший электропривод должен быть конкурентоспособен по цене
Хороший электропривод должен быть конкурентоспособен по цене
Характеристики ZF считаются одними из лучших на всех этапах производства. Но как насчет затрат? И здесь двигатели ZF еще более убедительны, что демонстрирует электродвигатель для Mercedes-Benz EQA. Он обеспечивает наибольшее количество киловатт (непрерывной мощности) на евро.