今天来看看电动汽车三大件之一的电机,包括几种新电机技术,还有电机的生产装配。
电机小型化和轻量化
现在有许多企业或初创公司都在争先恐后地开发创新的电动汽车电机技术,其主要方向为小型化和轻量化。
首先看美国德雷珀实验室(Draper Laboratory Inc.),作为美国一家非营利性工程创新公司,它服务于美国的利益和安全需求,曾开发多项美国国防安全相关的技术。这座实验室也正在开发新的电机技术,与传统的 EV 电机相比,它有望更强大、更高效、重量更轻且制造成本更低。其中最重要的,它不需要稀土材料。这项技术对我国意义不大,因为我国是全球最大的稀土储备国,目前我国稀土储量为4400万吨,占比超过全球三分之一,但对美国很重要,因为美国稀土储量仅为150万吨,仅是中国的3.4%。
除了不使用稀土,德雷珀实验室正在开发的新电机准备采用更薄、轻的电极和驻极体,与传统电机相比,重量可以减轻至少 80%。当然,现阶段这款新电机还没有公布,想必还在研发之中。
再看英国一家初创公司,称为Saietta Group,该公司开发了一种轴向磁通牵引 (AFT) 电机,采用了模块化设计,重量轻且价格合理。这是一种独特的设计,采用双转子轴向磁通永磁体与分布式绕组和无轭定子相结合。Saietta 公司的第一个商业产品称为 AFT140 ,结构简单,精致小巧,是一款火爆产品。
Saietta公司正在与各大汽车制造商和一级供应商进行商业合作,它在牛津郡的一家工厂的年产量已经提高到了 150,000 台。但这还远远不够,Saietta 的长期计划是每年生产总数达到至少一百万台电机。为了帮助实现这一目标,该公司正在与 Brandauer 和 AEV Group 合作。Brandauer 是欧洲最大的精密冲压公司之一,它帮助Saietta公司扩大晶粒取向钢的切割和包装的规模,AEV 公司则专注于帮助其灌封电子元件。
AFT140电机线圈的独特设计将影响 AFT 的批量生产方式。据大部分的电机都采用钢结构,用铜丝将其缠绕起来,但AFT140设计了一种离散线圈,它类似于天线的线圈。然后将它扭结以确保一侧的电流与磁铁对齐,并在另一侧对齐以形成电路。然后将线圈放置在一个圆圈中并以螺旋形排列。
另一家称为Infinitum Electric的公司也开发了一种新式电机,其创造了一种使用印刷电路板 (PCB) 定子的技术,并用这项技术开发了一种名为 IEh 系列的电机设备,与传统电机相比,它的重量减轻了 50%,噪音降低30%,效率提高了 10%。
这项技术的定子不需要铜绕组,它将铜导体蚀刻到电路板上,另外定子的冷却使用少见的油冷技术,使用油而不是空气来冷却电机,大大提高了定子的功率密度和性能。