Analyse des tendances technologiques futures et des méthodes de mise en œuvre des systèmes moteurs
En tant que l’un des trois composants essentiels des véhicules à énergie nouvelle, le système de moteur d’entraînement détermine directement les principaux indicateurs de performance tels que l’ascension, l’accélération et la vitesse maximale des véhicules électriques. Sa technologie et son niveau de fabrication affectent directement les performances et le coût de l’ensemble du véhicule. . .
Avec la forte baisse des subventions et l'augmentation du kilométrage et de la sécurité, les nouveaux moteurs d'entraînement de véhicules à énergie de la Chine doivent être développés dans la tendance de la petite taille, du poids léger, de l'intégration, de la densité de puissance plus élevée et de la plage de vitesse plus large.
Ci-dessous, le réseau de véhicules électriques de haute technologie mettra l'accent sur les principales tendances techniques du moteur d'entraînement, ainsi que sur la mise en œuvre, les difficultés de mise en œuvre, etc., pour que la majorité du secteur puisse les lire et les comprendre.
01 pas cher
À l’heure actuelle, il existe deux moyens principaux d’atteindre des stratégies peu coûteuses d’entraînement des moteurs, notamment la réduction de la quantité de terres rares utilisée, la réduction des déchets de terres rares et l’optimisation de la structure du moteur.
(1) Réduire la quantité de terres rares utilisées
Les données électriques de Huayu montrent que, selon le prix actuel des terres rares, un aimant en terre rare d’un moteur ne représente que 2,5% à 4,5% du poids de la machine entière, mais que son coût représente environ 33% de la machine entière. Lorsque le prix de la terre rare est élevé, l'acier magnétique représente Le coût de la machine complète dépasse 60%. Pour cette raison, la réduction de la quantité de terres rares peut effectivement réduire les coûts.
(2) Optimiser la structure du moteur
La plupart des constructeurs automobiles utilisent une conception d'optimisation de la topologie et augmentent le rapport de couple de réluctance afin de réduire la quantité de matériaux de terres rares utilisée. Parmi eux, Huayu Electric a réduit la magnétorésistance en augmentant le rapport de couple de réluctance et en introduisant la structure de poinçonnage à rotor de quatrième génération.
(3) adopter des équipements de production automatisés
À l'heure actuelle, la plupart des entreprises automobiles de la Chine suivent le processus de fabrication traditionnel et les équipements de production sont relativement en retard. En conséquence, le taux d'utilisation des matières premières (y compris les aimants permanents, les tôles d'acier au silicium, etc.) des moteurs à aimants permanents des véhicules à énergies nouvelles de la Chine est inférieur d'environ 10% à celui des pays étrangers. Afin de mieux contrôler les coûts, les constructeurs automobiles nationaux devraient réaliser la production automatisée le plus rapidement possible.
02 petit poids léger
Le système de conduite représente 30% à 40% de la qualité totale des véhicules électriques purs. Avec l'amélioration des exigences de légèreté des automobiles, le développement de moteurs petits et légers est également impératif.
Mise en œuvre: Actuellement, le poids du système moteur est principalement obtenu en utilisant des matériaux hautes performances, en réduisant le nombre de composants, en réduisant les pertes de commutation, le volume du condensateur et en adoptant un conditionnement à haute densité et un refroidissement par eau.
(1) sélection du matériau
En général, l'utilisation d'un moteur synchrone à aimants permanents comme entraînement est beaucoup plus légère qu'un moteur asynchrone, ce qui est également une raison importante pour les moteurs synchrones à aimants permanents en tant que moteurs traditionnels. Dans le même temps, l'utilisation de matériaux à aimants permanents de haute performance et de matériaux magnétiques à haute performance peut aider à atteindre l'objectif d'un moteur léger.
(2) Optimiser la structure du moteur
Les experts du secteur estiment que modifier l'épaisseur de l'isolant ou optimiser la structure de ventilation, la méthode de bobinage du moteur, etc. peut effectivement réduire la taille du moteur et son poids. Il est courant d’avoir un noyau de rotor pour augmenter la conception de réduction de poids ou d’utiliser un support de rotor pour réduire le poids du rotor.
Parmi eux, il existe une grande différence de rayon entre le fond de la fente à aimant permanent du moteur synchrone à aimant permanent et la surface de l'arbre du moteur, et il existe un grand espace d'optimisation. Grâce au test de simulation de résistance mécanique et de circuit magnétique du rotor du moteur, la structure et la taille de la rainure de réduction de poids dans le rotor peuvent être améliorées, et le matériau en alliage léger et à haute résistance peut être utilisé pour réaliser la réduction de poids. haute densité de puissance du moteur.
03 haute densité de puissance
À l'heure actuelle, la densité de puissance est devenue un indicateur de conception important pour la conception du moteur. En 2020, la densité de puissance des voitures de tourisme électriques pures contrôlées électroniquement en Chine doit atteindre 35 KW / L.
Mise en œuvre: En règle générale, il existe trois méthodes pour améliorer la densité de puissance du moteur: l’une consiste à optimiser la conception électromagnétique du moteur, y compris l’optimisation du système de dissipation thermique, le bobinage de formage, le bobinage concentré, etc. la seconde consiste à utiliser des matériaux électromagnétiques à hautes performances; Il convient d’augmenter la vitesse nominale du moteur; le quatrième consiste à améliorer la capacité de dissipation de chaleur du moteur.
(1) Sélection des aimants permanents:
Afin d’améliorer la densité de couple et la densité de puissance du moteur, il convient de choisir des matériaux pour aimants permanents avec une densité de flux magnétique permanente, une force coercitive et un maximum d’énergie magnétique lors de la sélection de matériaux pour aimants permanents. La résistance à la température des aimants permanents doit également être prise en compte . Parmi eux, un expert technique en entreprise automobile a déclaré que l’utilisation d’un matériau ferromagnétique de 0,35 mm d’épaisseur et de propriétés magnétiques élevées peut réduire efficacement la perte de fer du moteur dans la zone à grande vitesse.
(2) Optimisation de la structure du moteur:
Premièrement, il est nécessaire d’établir un modèle fiable de perte en fer pour analyser la saturation du champ magnétique, la distorsion de forme d’onde, la perte en fer du matériau central et une prédiction de modèle idéale basée sur des hypothèses sinus, impulsionnelles et linéaires. La seconde consiste à optimiser la structure du système moteur, y compris l'optimisation du système de dissipation de chaleur, de l'enroulement de formage ou de l'enroulement centralisé.
Réalisation du problème: Il est entendu que l’environnement de dissipation thermique du moteur à haute densité de puissance est plus sévère et que la perte par unité de volume pendant le fonctionnement est également plus élevée, ce qui posera de sérieux problèmes d’élévation de température, affectant ainsi la fiabilité et la durée de vie des composants. le moteur. Pour cette raison, il est nécessaire d'améliorer le système de refroidissement du moteur et d'optimiser la capacité de dissipation de chaleur de l'enroulement, ce qui constitue un problème majeur à résoudre dans le moteur actuel à forte densité de puissance pour véhicules électriques. À l'heure actuelle, la plupart des constructeurs automobiles utilisent le refroidissement par air et par refroidissement par eau pour dissiper la chaleur.
04 plage de vitesse plus large
La plage de régulation de vitesse est un indicateur permettant de mesurer la capacité de transmission du système. Actuellement, la plage de régulation de la vitesse a deux modes de performance: l’un est le rapport entre la vitesse minimale et la vitesse maximale pouvant être atteinte par le système de contrôle de la vitesse, tel que 1: 100; la seconde est la plus élevée. Le rapport entre la vitesse de rotation et la vitesse de rotation minimale (valeur D) indique que, par exemple, D = 100, etc., l'essence des deux est la même.
Exigences spécifiques: le moteur d’entraînement doit fournir un couple élevé à basse vitesse et à grande vitesse, et il doit avoir des caractéristiques de sortie de puissance constantes pendant une vitesse de croisière élevée.
