碳纤维高速电机转子的最新发展趋势

小夏 财经 更新 2024-02-01

我开始规划我的2024年新能源汽车高速驱动电机趋势明显,同时转子上的离心力因高速而变大,给电机的稳定性和安全性带来了挑战。 为了保证高速电机的安全稳定运行,需要对永磁体进行保护。 与金属护套相比,碳纤维复合护套具有重量轻、强度高、耐久性高、导电率低、导热系数高等特点,在减少涡流损耗的同时可以起到保护作用,不会影响转子的散热,可以更好地匹配电机的高速需求, 从而提高电机的性能。此外,碳纤维护套可与高强度硅钢片并联使用,可配合使用,帮助高速电机的转子克服高离心力的挑战。

在产业化进程方面,特斯拉率先应用碳纤维转子,在2024年6月交付的Model S Plaid中采用碳纤维包裹转子,加强结构强度,最高时速20000转/分+,最高时速322公里。 此后,多家国内外主机厂和Tier1紧随其后。

基于此,高速碳纤维转子的设计优势非常明显。 为了减少电驱动系统的散热问题,考虑到碳纤维材料加热后会产生热胀冷缩,转子与定子之间应预留一定的距离间隙,必要时可对碳纤维转子表面进行细化,以保证必要的气隙; 碳纤维的高结构强度可以抑制转子的金属热膨胀,从而减小转子与定子之间的距离,从而提高磁通量的利用率,在相同的输入电流下,电驱动系统的速度提高,功变大,效率提高。

对于提高下一代电驱动电机性能的技术难题,碳纤维转子可以解决高速引起的转子结构安全问题,碳纤维电刷可以解决高压产生的轴电流问题。 在成本方面,通过增加成套设备投资,可以降低单位生产成本。

#

特斯拉汽车

特斯拉汽车在业内率先在电驱动系统的转子上设计了碳纤维保护套,其核心作用是加强电驱动系统转子的结构强度,防止永磁体在高速工况下脱落,同时可以提高电驱动系统的漏磁通,提高电的轻量化驱动系统。Model S X的Plaid车型搭载了该技术,最高时速可达322km/h(三电机四驱,前单电机后双电机,最高时速20,000rpm)。

#

智信科技

东风汽车新能源车型主要搭载智信科技设计研发的电驱动系统,东风汽车旗下东风马赫新能源动力品牌亮相2023新能源动力系统品牌春季发布会,其中马赫电驱动系统有“极致集成、高效率、高速度、 澎湃动力,智能控制“,电驱动系统采用碳纤维涂层转子技术,转速可达30000rmin,匹配智芯科技自主研发的碳化硅控制器。系统最高效率可达945%,从而达到“高速、高效率”的目的。

#

红旗新能源

红旗汽车自主研发的红旗HSM高效电驱动系统,是全球领先的超轻、高磁致密碳纤维转子、超高频大功率碳化硅模块、有源和无源噪声抑制等技术,已达到世界领先的955% 的系统效率和“零”感知噪音。 其中,红旗自主研发的碳纤维复合材料包裹转子总成,利用碳纤维极高的抗拉强度和低膨胀系数的特点,牢固地包裹转子铁芯和磁铁。 碳纤维圆周张力缠绕在转子表面,对电驱动系统的转子施加精确的预紧力,使转子组件得到充分保护,电驱动系统实现平稳运行。

#

威瑞电气

淑氪001FR采用四台800V碳化硅永磁同步电机,均为吉利威瑞公司自主研发,后电驱动系统采用两台并联排列的电机,单台输出功率310kW,最高转速20620rpm,功率密度44kw/kg。而为了应对如此高的转速,电驱动系统表面采用了自主研发的碳纤维涂层转子(确切地说,是华宇的碳纤维材料); 该系统的综合最大马力为1,265马力,其中前两台电机采用创新的非对称并联布置,输出功率为155kW。

#

博格华纳

博格华纳作为TIRE1**供应商,在2024年4月的上海车展上推出了最高转速为25,000 rpm的碳纤维电机转子,助力实现大功率、高速电驱动系统的产品研发和应用。

#

智基汽车

智基汽车2024年发布的LS6车型,其电驱动系统采用定转子双油冷方案,其中转子还采用了碳纤维外壳的电驱动技术,并搭载了上汽集团碳纤维转子电驱动系统800V高压电驱动“超级组合”的新一代电驱动系统, 最高转速为21,000rpm,时速为252km h。

#

广汽埃安

2024年3月3日,广汽埃安发布新一代高性能集成电驱动:夸克电驱动。

广汽埃安夸克电机结合了其专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术,可使电驱动系统尺寸减小25%,电驱动功率提高30%以上。 此外,X-PIN碳纤维高速电机技术拥有3项独特的平台绕组方案国家专利,可实现70kW 320kW功率范围和220 450Nm扭矩范围的多平台兼容性。

#

小米汽车

小米汽车将于2024年发布新车,SU7电驱动系统采用了多项引人注目的技术。 继21000转/分的小米超级马达V6 V6S和将于2024年量产的27200转/分小米超级马达V8S成功量产后,小米实验室宣布已完成35000转/分电机技术的前期研工作,这无疑将再次提升小米在电机技术领域的领先地位。

除了速度的提升,小米在研发新电机时也采用了新型碳纤维极光绕组转子工艺。 这种创新工艺利用激光原位固化技术,实现了碳纤维的精确缠绕和固化。 与传统转子制造工艺相比,碳纤维极光缠绕转子工艺具有更高的精度和更好的预紧力,显著提高了转子的机械强度和耐磨性。 此外,该工艺可有效提高产量,降低制造成本,为电机的批量生产和应用奠定坚实的基础。

#

汇川联合动力

据了解,目前,汇川联合动力在技术上取得了多项突破:

动力总成电机最高转速达到20000rpm,高于主流的12000-14000rpm,并完成了25000rpm碳纤维转子的技术开发。

第一台超低焊工艺电机成功下线,扁线电机槽填充率大幅提升20%以上,电机功率密度提升8%以上。

第二代SiC电机控制器与客户的型号一起上市,即将进入批量交付阶段(公司是国内为数不多的SiC电控第三方供应商之一)。

#

天蓝色

在一次论坛上,天蔚嘉宾分享了一个800V 20000转/分的案例,同样尺寸的电机,传统方案1mm气隙,新方案2mm气隙,碳纤维层12mm,功率从280kW提升到314kW,对应扭矩提升16Nm,最大效率提升02%。

公司生产的碳纤维转子具有以下优点:

工艺及设备开发能力:定制开发行业领先的湿式、干式碳纤维复合材料缠绕机高精度张力控制系统,具备自主研发设备的能力,可连续迭代。

完善的原材料检测设备:具有缠绕树脂粘度、凝胶时间、热重曲线、玻璃化转变温度、热膨胀热膨胀系数、碳纤维力学性能、碳纤维复合材料力学性能等相关检测设备。

完善的碳纤维转子测试及可靠性评估能力:拥有动平衡仪、高温超速试验机、高精度CT扫描仪、三坐标尺寸检测设备、真空烃清洗机及清洁度分析仪、油相容性试验罐、高温老化试验箱、高低温冲击试验箱、高低温循环试验箱、恒温恒湿试验箱、 机械振动台等全程测试及可靠性评估设备。

碳纤维转子验收标准:基于完善的设备检测能力,从原材料、产品性能、工艺工况参数影响、产品可靠性评价等方面建立了全方位的检测验收标准,确保优质高效的产品研发、迭代和质量控制体系,让客户放心。

#

摩森科技

创始团队早在2024年就率先启动研发工作,公司突破了关键技术——超高抗拉强度下的无损绕组,具备从碳纤维材料、结构设计、电磁设计、成型装配工艺、设备制造和检验检测等全方位的技术能力。

在客户方面,目前摩森科技的碳纤维转子产品已被格力装备、江特电机、中电21等企业批量采购,并与20多家主机厂和Tier1厂商紧密合作,合作研发新能源汽车高速永磁电机用碳纤维转子。

相似文章

    碳纤维机械臂外壳

    碳纤维机械臂是使用碳纤维材料制造的机械臂系统。它具有重量轻 强度高 刚性优异等特点,已成为当今工业自动化领域备受瞩目的技术创新。碳纤维机械臂在许多应用领域显示出巨大的潜力,特别是在机器人 航空航天 汽车制造和医疗设备领域。碳纤维是由碳原子排列而成的纤维材料,具有重量轻 强度高 耐腐蚀等特点。与传统金...

    碳纤维风力涡轮机叶片

    自工业革命以来,能源需求一直是全球关注的焦点。然而,由于传统煤矿等对化石燃料的过度依赖,环境污染和温室气体排放量正在上升,迫切需要寻找更可持续的能源解决方案。在这种背景下,风能作为一种清洁和可再生能源的选择正在引起人们的关注。在风力发电系统中,碳纤维风力叶片以其优异的性能而备受推崇,下面就来了解一下...

    碳纤维无人船壳体

    碳纤维是一种优良的材料,由于其密度低 强度高 耐腐蚀 耐磨 耐高温等特点,被广泛应用于航空航天 汽车 运动器材等领域。在无人船领域,碳纤维也被广泛应用,在无人船结构中发挥着重要作用。碳纤维无人船体性能优异,已成为无人船建造的首选材料。碳纤维无人船体的制造工艺不同于常规的船体制造工艺。传统的船体制造工...

    碳纤维电磁屏蔽箱

    在现代科技日益发展的背景下,电子设备的使用已成为人们日常生活的重要组成部分。然而,随着电子设备的日益普及和使用频率的提高,电磁辐射对人体健康和设备性能造成的潜在风险逐渐引起人们的关注。为了有效地保护设备和人体免受电磁辐射的干扰,碳纤维电磁屏蔽箱应运而生。碳纤维电磁屏蔽箱是专门为保护电子设备免受电磁辐...

    烟囱碳纤维加固施工

    烟囱碳纤维加固施工 随着我国经济的快速发展和能源需求的不断增长,火电厂作为主要的能源场所,对其运行安全至关重要。但由于长期使用和环境因素,许多火电厂烟囱存在裂缝 腐蚀等问题,严重影响其安全性能。为了保证烟囱结构的稳定性,许多发电厂选择碳纤维加固技术对烟囱进行修复和加固。步骤详解 高空维护防腐施工步骤...