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类似辐条一样排列的磁铁使新一代电机制造成本更低
[发布日期:2018-06-07  点击次数:420]

英国工程师Ian Foley对F1一级方程式赛车有相当大的投入,为莲花车队设计主动悬架系统,为威廉姆斯车队设计KERS系统。但近年来,他开始转向电动传动系统技术,并且将他的公司Equipmake推向了一个新的方向。

它的形式是一个电机,它的磁铁像辐条一样围绕中心轮毂排列,Foley声称它具有优越的扭矩,功率密度和冷却能力,与标准电动机相比,它的制造成本更低。

“在汽车外面的大多数径向磁通永磁电机的磁铁在轮毂周围的铁芯片上以非常浅的V形排列,”Foley表示。“这是丰田20年前为普锐斯进行的设计,实际上,每个人都有类似的设计。”问题在于冷却。采用这种标准配置的磁铁时,很难使冷却液足够靠近,以便在恒定的高功率运行下将冷却液保持在工作区内。

Foley表示:“辐条电机的磁铁与轮毂成90度布置,就像车轮的辐条一样。而且每个辐条之间都有叠片,这种布置可以更好地利用磁性材料;这意味着对于某个扭矩,我们可以使使用的磁铁材料减少25%,或者使用相同的量,使扭矩增加25%。

“这也意味着,因为磁铁位于轮毂的正上方,所以我们可以在轮毂内部取水,并直接冷却磁铁,因此轮辐式结构为我们提供了更多扭矩,但更重要的是,它可以让我们获得正确的水分在磁铁下面并且得到更好的冷却。我们不需要昂贵的高温磁体,我们可以使用最便宜的烹饪级钕磁铁,因为我们可以保持足够的冷却并保持性能。”

Foley称:“从根本上说,轮辐电机架构是众所周知的,像通用这样的大公司已经发布了关于辐条电机的好处的论文,标准电机被广泛采用的原因是因为有一个众所周知的低成本制造路线。有效实施辐条成本有一些设计上的挑战,现有的设计很有效,但它们实际上不适合大规模生产,它们非常昂贵,我们使用廉价的铝制集线器,所以成本很低制造方法。另外我们将叠片互锁的方式,它们将磁铁固定在其中,这是一个包括我们已获得专利的冷却系统在内的整体设计。我们使用的所有工艺和材料都是标准工艺,所以它更小更轻便意味着它会更便宜。设计或制造中没有涉及昂贵的工艺,没有用于电机制造在这一刻。“

另一个项目计划使用Equipmake的轻量级、经济实惠的电动动力总成来构建一个具有成本效益的电动巴士平台。Foley估计这些公交车在5到10年内会比柴油车便宜,这取决于市场。预计工作原型将在几个月内完成,测试和开发时间将安排在2020年。

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