碳纖維電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)套 是什么技術(shù)?

因?yàn)殡姍C(jī)扭矩瞬時(shí)拉滿(mǎn)的特性,純電動(dòng)車(chē)一上來(lái)就在零百加速上干死了燃油車(chē)。于是遺留問(wèn)題是,燃油車(chē)的后端加速能力是很強(qiáng)的,尤其是 100 - 200,200 - 300 km/h 這種。
保時(shí)捷 Taycan 試圖解決這個(gè)問(wèn)題(其實(shí)我覺(jué)得 Taycan 已經(jīng)解決了一半兒了,看 Taycan 的紐北圈速,雙速變速箱和高性能熱管理系統(tǒng)已經(jīng)解決得不錯(cuò)了。

但 Plaid 希望是在性能上全方位的,每一個(gè)死角的超越。這就要求不止在紐北,所有的細(xì)分加速,比如 400 米加速,比如 200 - 300,比如 60 km/h 再加速,隨時(shí)爆發(fā)出 1000 馬力的能力。
這給電機(jī)帶來(lái)的挑戰(zhàn)是,無(wú)論是永磁還是感應(yīng)電機(jī),都很難實(shí)現(xiàn)持續(xù)的高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
為了解決 P100D、Raven Performance 的動(dòng)力需求,特斯拉很早就上了油冷電機(jī),但是綜合考慮能耗,考慮持續(xù)動(dòng)力高輸出,油冷電機(jī)也解決不了持續(xù)高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的巨大離心力導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子膨脹。

碳纖維和銅(轉(zhuǎn)子材料)的膨脹系數(shù)完全不同,碳纖維可以死死的裹住轉(zhuǎn)子,讓轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)持續(xù)的超高轉(zhuǎn)速 + 不膨脹。
對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)子,可設(shè)計(jì)采用將磁鋼(永磁體)固定在轉(zhuǎn)子外表面,通常會(huì)用兩種安裝方式:一種是常見(jiàn)的磁鋼嵌入式,或?qū)⒋配撌褂谜澈蟿┎牧腺N附于轉(zhuǎn)子外表面;然而,無(wú)論采用以上的何種方式,在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下,磁鋼都有極大的風(fēng)險(xiǎn)被甩出;因此,這也限制了采用此種工藝方案的電機(jī)不能達(dá)到理想高轉(zhuǎn)速。另一方面,使用以上方法的轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,即便磁鋼沒(méi)有被完全甩出,但高離心力作用下出現(xiàn)的極小的位移,都可能破壞整個(gè)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡,造成重大的電機(jī)失效甚至產(chǎn)生危險(xiǎn)。而使用碳纖維轉(zhuǎn)子套筒可有效解決相關(guān)難題:使用碳纖維套筒包裹磁鋼,并施加精準(zhǔn)的預(yù)緊力將套筒和磁鋼包覆于轉(zhuǎn)子表面,這樣可以安全有效的保證轉(zhuǎn)子在高速情況下安全穩(wěn)定的工作。
以下是碳纖維轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)方案所需要的參數(shù)信息:
轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子的最高、額定轉(zhuǎn)速
磁鋼的結(jié)構(gòu)尺寸與密度
定轉(zhuǎn)子的氣隙
電機(jī)工作的溫度等
一般情況下,根據(jù)以上參數(shù),可以幫助我們更好的進(jìn)行碳纖維套筒的設(shè)計(jì)。碳纖維套筒的厚度必須與磁鋼和線圈之間的氣隙相匹配,碳纖維套筒的內(nèi)徑比磁鋼的外徑要小,這樣才能產(chǎn)生足夠的預(yù)緊力,從而保護(hù)磁鋼不被離心力甩出。
對(duì)于特殊情況需要承受更大載荷的碳纖維套筒來(lái)說(shuō),我們通過(guò)多年經(jīng)驗(yàn),會(huì)在其表面加裝防護(hù)層,目的是為了對(duì)碳纖維套筒的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù),比如在裝配過(guò)程中由于磕碰而造成的損壞,有可能破壞整個(gè)碳纖維套筒的應(yīng)力分布。
我們不建議客戶(hù)后期對(duì)碳纖維套筒進(jìn)行再加工,因?yàn)榧庸?huì)導(dǎo)致在碳纖維復(fù)合材料內(nèi)部的應(yīng)力遭到破壞,從而使碳纖維分離,最終致使整個(gè)碳纖維套結(jié)構(gòu)失效。

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