Ana SayfaHaberlerEksenel Akılı Motor Nedir? Ferrari gibi elektrikli motorlara sahip Mercede-AMG

Eksenel Akılı Motor Nedir? Ferrari gibi elektrikli motorlara sahip Mercede-AMG

uygunarabalar.com google-news

Mercedes, bir strateji güncellemesiyle elektrikli sürüşe daha hızlı geçiş yapıyor – yine AMG için. Spor kızı bunun için özellikle güçlü elektrik motorları alıyor. Ne tür? Ve teknik olarak arkasında ne var?

22 Temmuz 2021’de Daimler patronu Ola Källenius, sözde bir strateji güncellemesi duyurdu. Mercedes’in “piyasa koşullarının izin verdiği her yerde, on yılın sonundan önce tamamen elektrikli olmaya” hazırlandığını söyledi. Bu amaçla üretici, “ortaklarıyla birlikte” 200 gigawatt saatin üzerinde pil hücresi kapasiteleri kurmak ve sekiz giga fabrika inşa etmek istiyor.

Mercedes’ten üç saf elektrik mimarisi

2025’ten itibaren tüm yeni araç mimarileri tamamen elektrikli olacak. Aynı yıl, yeni mimarilerden üçü de piyasaya sürülecek. C-Serisi boyutuna kadar olan modeller için MMA (ilk çıkış 2024), daha sonra içten yanmalı motorları da taşıyabilen (ön uçta) son mimari olarak kalacaktır. Yeni e-araba platformlarının tümü yukarıda sıralanıyor:

Elektrikli kamyonetler ve hafif ticari araçlar için platformlar VAN.EA’da oluşturulacak, ölçeklenebilir MB.EA tüm orta ve büyük arabaları (yani MMA’nın üzerinde) kapsar ve AMG.EA, “en yüksek performans için tasarlanmış elektrikli bir platformdur” Mercedes-AMG’nin teknolojiden anlayan ve performans odaklı müşterilerinin ihtiyaçlarını hedef alan “. Muhtemelen modüllerden oluşan MB EA ile az çok yakından ilişkili olacak ve bu modüller ile ondan farklılaşacaktır.

Modüller, örneğin, piller ve elektrikli tahriklerin kendileridir.Piller söz konusu olduğunda, EQS’de olduğu gibi CATL ve Farasis’in yanı sıra yeni ortaklar henüz bilinmemektedir, ancak elektrik motorlarında, özellikle de elektrik motorlarında işler farklı görünüyor. AMG için. Çünkü sürüş teknolojileri ile Mercedes, “elektrikli araçlar için tahrik teknolojilerinin tedarik edilmesi yoluyla geliştirme ve üretimde kendi katma değerini” artırmak istiyor. Bu adım, “ultra yüksek performanslı eksenel akılı motorların geliştirilmesi” konusunda uzman olan İngiliz elektrik motoru uzmanı Yasa’nın satın alınmasını da içeriyor. AMG gibi ultra yüksek performans sesleri.

Eksenel akılı motorlar – disk şeklinde, güçlü, özellikle yüksek torklu

Ve eksenel akılı motorlar nelerdir? Bu, kalıcı olarak uyarılmış senkron makinelerin (PSM) özel bir tasarımıdır; bu, rotor için statorun elektriksel olarak oluşturulmuş bir alanı ile etkileşime giren, nadir toprak elementlerinden (örn. neodimyum) yapılmış kalıcı mıknatıslar kullandıkları anlamına gelir. hareket. Halihazırda elektrikli otomobillerde kullanılan radyal akılı motorların aksine, eksenel akılı motorun statoru dışta halka gibi oturmaz ve rotor bunun içinde eş eksenlidir. Aksine, eksenel akılı motorlar, bir eksen üzerinde dönüşümlü olarak yan yana oturan birkaç rotor ve stator diskinden veya halkasından oluşur. Manyetik akı, dönme eksenine paralel çalışır, bu nedenle eksenel akı motoru adı verilir. Geleneksel senkron makinelerde, manyetik akı dönme ekseni etrafında radyal olarak hareket eder.

Eksenel akılı motorlar daha dardır

Eksenel akılı motorun tasarımı ayrıca, daha küçük (eksenel) genişliğe sahip, ancak daha büyük olan yerlerde daha büyük bir çapa sahip genel ünite için daha disk şeklinde bir tasarıma izin verir: Veri sayfasına göre, Yasa’dan elektrik motoru P400 R 30.5 santimetre çapa sahiptir ; dönme ekseni üzerindeki genişlik 10.7 santimetredir. Yasa, ünite için 160 kW (sürekli 60 kW) maksimum güç ve 370 Nm (sürekli 200 Nm’ye kadar) maksimum tork vaat ediyor. Görünüşe göre tasarım, rotorları tahrik eden aks için büyük bir iç çapa da izin veriyor, bu da arabadaki tahrik aksına avantajlı montajı kolaylaştırabiliyor. Ancak eksenel akılı motorun tasarımını küçük toplam genişlikle geometrinin ötesine taşıyan nedir?

Eksenel akılı motorlar için daha iyi soğutma seçenekleri

Diğer geometri, nispeten iyi bir soğutma sağlar, çünkü en çok ısınabilen parçalar, bakır telden yapılmış akım taşıyan bobinler daha dışarıda bulunur ve böylece daha geniş bir yüzey kullanır. Her ikisi de dışarıya daha kolay ısı dağılımına ve serpantinlere daha basit bir soğutma sıvısı beslemesine (Yasa yağ ile soğutur) izin verir. Kalıcı mıknatıslar ve aynı zamanda bakır bobinler ısıya duyarlı olduğundan; Sınır sıcaklığın (yaklaşık 150 derece) ötesinde iki basamaklı bir saniye bile tüm motora zarar verebilir.

Dar tasarım ve yüksek performans, Yasa motorlarını özellikle plug-in hibritler için uygun hale getirir. Yasa’ya göre, özellikle PHEV’ler için bu ünite 100 kW’lık bir tepe çıkışına sahiptir ve kısaca 300 Nm’lik bir maksimum tork üretir.

Daha az sıcaklık gelişimi, motorun en yüksek güç aralığında daha uzun fazlara karşılık gelmesine izin verir. Şekil ve daha iyi yüksek performans gücü, eksenel akılı motorları özellikle güçlü hibrit sürücülerin güçlendirilmesi için uygun hale getirir. Aslında Yasa ana sayfasında hibrit sürücülere özel bir ünite var . Yalnızca altı santimetre genişliğindedir, ancak 100 kW ve 300 Nm tork üretmelidir. Böyle bir motor zaten onu bir üretim arabası haline getirdi. V8 biturbo ile Ferrari SF90 Stradale’in şanzımanı arasında oturuyor .

Ancak eksenel akılı motor, saf elektrikli tahrikler için de yararlı olan başka avantajlar da getirmelidir:

Daha yüksek tork yoğunluğu?

Örneğin Yasa, eksenel akılı motorların radyal akılı motorlardan nispeten daha fazla tork geliştirdiğini söylüyor. İngilizler bunu, bir eksenel akılı motorda statorunkiyle aynı boyutta olan, tork üreten rotorun nispeten daha büyük çapıyla, radyal bir motorda ise rotor tipik olarak statorda bulunur ve buna göre daha küçüktür. Newton metre cinsinden torktaki kuvvete ek olarak bir uzunluk bileşeni (kol, bu durumda manyetik rotorun yarıçapı) belirleyici olduğundan, sonuç aynı motor boyutunda (ağırlığın bağlı olduğu) daha yüksek bir torktur. . Yasa yüzde 30 ile artı veriyor.

Daha az ağırlık – daha yüksek güç yoğunluğu?

Yasa’ya göre, eksenel akılı motor daha hafiftir ve bu nedenle aynı ağırlık için daha güçlüdür. Bunun nedeni, radyal makinelere kıyasla ağır malzemelerin demir ve bakırın daha az kullanılmasıdır. Yasa’nın eksenel akılı motoru, üreticiye göre statordaki demir kütlesini yüzde 80 oranında azaltan stator boyunduruğuna (bobinlerin etrafındaki demir muhafaza parçaları) ihtiyaç duymaz. Bu arada Yasa, Boyunduruksuz ve Segmentli Armatür anlamına gelir.
Eksenel akı motorunda (patlatılmış görünüm), statorun tüm bobinleri (bakır renkli) manyetik alan çizgilerinin yönüne (dönme ekseni yönünde) diktir (ve dolayısıyla etkilidir).

Ek olarak, radyal akılı motorlarda, bakır sargıların radyal dönen alana dik olmayan, yani kendi kısımları için radyal olarak çalışan kısımları verimsizdir. Eksenel akılı motorda bu parçalar yoktur, sargıların telleri her zaman dönme eksenine diktir. Yasa’ya göre, daha az malzeme tek başına güç yoğunluğu açısından yüzde 30 avantaj sağlıyor.

Yasa’ya göre, P400 R, 160 kW’lık bir tepe gücü ile kuru halde sadece 28,2 kilogram ağırlığındadır. Karşılaştırma için: Porsche Taycan Turbo S’nin ön motoru 190 kW güce sahip ve 75 kilogram ağırlığında. İki vitesli şanzımana sahip arka ünite 335 kW çıkışa sahiptir, 550 Nm üretir (610 Nm’de bile Kalkış Kontrolü ile) ve 170 kg ağırlığındadır. Yasa ayrıca web sitesinde iki vitesli şanzıman ve 700 volt için elektronik (Taycan 800 volt ile çalışır) ile eksiksiz bir tahrik ünitesine sahiptir. Sözde zirvede 300 kW ve sürekli 150 kW veriyor, 500 Nm kaldırıyor ve toplamda sadece 85 kilogram ağırlığında.
Yasa, tıpkı Porsche Taycan’ın arka aksta sahip olduğu gibi, 2 vitesli şanzıman da dahil olmak üzere tam bir elektrikli tahrik ünitesi tasarladı. Ancak Porsche, radyal akılı motorlara sahiptir.

Bununla birlikte, avantajlar yalnızca en yüksek performansa bakarsanız fark edilir. Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü (KIT) Hibrit Elektrikli Araçlar Kürsüsü’nden Profesör Martin Doppelbauer, ünitelerin sürekli güç yoğunluğu açısından oldukça ortalama olduğuna dikkat çekiyor. Yaşa P400R veri sayfası Şekil 60 kW sürekli çıkış ve 70 kW sürekli çıkış ve 37 kg, 0.53 kg ile sonuçlanır / kW P750R ile 0.47 kg / kW hesaplanan 28.2 kg, bir kütle. KIT’in motor tasarımları 0,1 ila 0,2 kg / kW, yani önemli ölçüde daha iyi olacaktır.

Performans özellikleri – uygulamada daha yüksek verimlilik için iyi mi?

200 kW’a ve maksimum 790 Nm’ye (tepe) kadar olan Yasa 750 R’nin güç ve tork eğrilerinde çok düşük bir hız seviyesi görebilirsiniz – hız aralığı sadece 3.250 rpm’ye kadar uzar ve P400 R ayrıca bir 8.000 rpm ile E -Motorların yönetilebilir hız seviyesi – Taycan motorları 16.000 rpm’ye kadar çıkıyor.

Tipik bir PSM’nin (radyal akı motoru) sözde performans haritası. Tork, soldaki dikey eksende (geri kazanım için negatif) ve hız, yatay eksende çizilir. Sahada, etiketli satırlarda verimlilik aynıdır (sayılar kadar yüksek, örneğin yüzde 97).

Güç, hız ve torkun ürünü olduğundan, daha az hızın kendi başına kötü olması gerekmez. Daha belirleyici olan ise güç ve torkun kullanılabilir değerlere ulaştığı hız aralığı ve motorun bu aralıkta ne kadar verimli çalıştığıdır. Prensip olarak, elektrik motorlarının verimliliği yük gereksinimine göre değişir – yüzde 90’ın üzerindeki tepe değerler ve PSM için yüzde 95 ila 97, yalnızca belirli hız ve tork kombinasyonları için geçerlidir (yukarıdaki şemaya bakın). Eksenel akılı motorların iyi soğutmaları nedeniyle en yüksek güç aralığında daha uzun süre kalabilmeleri, onları her şeyden önce yüksek performanslı kullanım için nitelendirir.

Pratikte verimlilik ne kadar iyi?

Motordan motora farklılık gösterdiğinde verimin ne kadar düştüğü; PSM’nin, uygulamada doğal olarak önemli bir rol oynayan kısmi yük aralığında bile nispeten iyi bir verimliliğe sahip olduğu söylenmektedir. Yasa’nın kurucusu ve CTO’su David Woolmer, eksenel akılı motorlu e-arabalar için radyal akılı makineli sürücülere kıyasla yüzde beş daha fazla menzil vaat ediyor. Bu değerlendirmeyi nereden aldığını anlamak güç.

Ve hibrit Ferrari SF90 Stradale’deki uygulamayı kontrol etmek zor. Belki tamamen elektrikli bir AMG modeliyle – ancak bu biraz zaman alacaktır. Eksenel akılı motorlar, diğer ünitelerle kombinasyon halinde potansiyel tasarruf bile gösterseler, diğer Mercedes modellerinde de kullanılabilirler, çünkü örneğin EQS, rekor aralığını esas olarak (büyük) pilden değil, verimlilikten alır. genel araç . Ve motor bunun bir parçası.

Elbette, akü elektrikli bir arabadaki en büyük zorluktur. Ancak tam olarak akülerin yüksek enerji yoğunluklarını makul maliyetlerle elde etmek zor olduğundan, motor gibi tahrik bileşenlerinin verimliliği çok önemlidir. Elektrik motorları zaten yüzde 96’ya varan verimlilik sağlıyor, ancak her çalışma alanında değil.

Bu nedenle, nominal güçte maksimum verimlilikteki artış, gelecek için elektrik motorunun geliştirilmesinde artık o kadar umut verici değildir. Daha düşük güç seviyelerinde veya özellikle sık kullanılan profillerde verimliliği artırmak daha da önemlidir. Üretim maliyetlerini kârsız boyutlara çıkarmadan güç yoğunluğunu artırmak da bir zorluk olmaya devam ediyor. Burada Yasa’nın eksenel akılı motorları yalnızca en yüksek performans alanında ilerleme kaydetmiş görünüyor.

Radyal akılı motorlarla karşılaştırıldığında, soğutma seçenekleri açısından açıkça avantajlara sahiptirler ve bu da onları Mercedes-AMG’nin sportif modellerinde kullanım için çekici kılar. Daha dar olmaları, aynı zamanda, bir Yasa ünitesinin, Ferrari’nin Power Hybrid’inde kullanımı yoluyla performansının ilk kanıtını sağladığı, plug-in hibrit aktarma organlarına kurulum için de nitelendirir. Belki de AMG’nin E Performance hibrit modellerinde ilk olarak bir Yasa motoru kullanılacak.

Kampanyalar

Son Haberler

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

En Son Gönderiler