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Warum können Axialflussmotoren eine neue Revolution bei Elektrofahrzeugen anführen? Was ist ihr Konstruktionsgeheimnis?
Im Design und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen entwickeln sich Axialflussmotoren (AFM) schnell zu einer revolutionären Technologie. Das innovative Design dieses Motors bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Radialflussmotoren in Bezug auf Festigkeit, Effizienz und Gesamtleistung. In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick darauf, welche Schlüsselrolle Axialflussmotoren in der Zukunft von Elektrofahrzeugen spielen werden und welche Designgeheimnisse dahinter stecken.
Grundlegende Eigenschaften des Axialflussmotors
Der Axialflussmotor ist eine spezielle Motorkonstruktion. Im Vergleich zum herkömmlichen Radialflussmotor verläuft sein Magnetkreis parallel zur Rotationsachse. Durch diese geometrische Struktur bietet der Axialmotor eine größere magnetische Oberfläche und eine gute Wärmeableitungsleistung bei gleichem Volumen.
Im Vergleich zu Radialflussmotoren steigt das Drehmoment von Axialflussmotoren mit der dritten Potenz des Rotordurchmessers, während letzteres nur mit dem Quadrat des Rotordurchmessers zunimmt.
Axialmotoren sind außerdem relativ flexibel im Aufbau und können leicht auf einer planaren Struktur (z. B. einer Leiterplatte) montiert werden. Das planare Wicklungsdesign vereinfacht Hochstromwicklungen.
Designgeheimnisse
Beim Design von Axialflussmotoren sind viele Innovationen auf die flache Bauweise zurückzuführen. Motoren sind beispielsweise in Einzel- oder Doppelrotor- und Einzel- oder Doppelstatorkonfigurationen erhältlich. Das Design mit zwei Statoren und einem Rotor eignet sich für Hochleistungsanwendungen, erfordert jedoch zusätzliche Eisenverluste, während das Design mit einem Stator und zwei Rotoren eine starke Unterstützung überflüssig macht und die Effizienz weiter verbessert.
In praktischen Anwendungen können einige Axialflussmotoren problemlos gestapelt werden, um modular eine höhere Ausgangsleistung zu erzielen.
Zum Beispiel kann der 750 R-Motor von YASA eine Kapazität von mehr als 5 kW/kg bei einer Wellenlänge von 98 mm bereitstellen, was sein Potenzial und seine konstruktiven Vorteile unter Beweis stellt.
Verbesserung der Lautstärke und Anwendung
Obwohl Axialflussmotoren in der Vergangenheit aufgrund der weit verbreiteten Verfügbarkeit leistungsstarker Permanentmagnete und der Entwicklung der bürstenlosen Gleichstrommotortechnologie immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben, haben Forscher und Automobilhersteller immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen . Es kann auf fast alle Funktionsprinzipien angewendet werden, einschließlich bürstenloser Gleichstrom-, Induktions-, Schritt- und Reluktanzmotoren. Darüber hinaus eignet sich der Axialmotor durch die kürzere und breitere Bauweise besser für den Einsatz auf kompakten Baustellen.
Innovation im Automobilbereich
Andere Automobilhersteller als Tesla, wie beispielsweise YASA, eine Tochtergesellschaft von Mercedes-Benz, haben damit begonnen, diese Technologie in Elektrofahrzeugen einzusetzen. Ihre Motoren wurden in vielen Konzeptautos, Prototypen und Rennwagen eingesetzt. Es ist erwähnenswert, dass YASA plant, die Motoren in den Rädern zu installieren, da die geringe Masse der Axialflussmotoren keinen allzu großen Einfluss auf die nicht aufgehängte Masse des Fahrzeugs haben wird.
YASA strebt die Entwicklung eines 220-kW-Motors in einem 7-kg-Paket an, im Gegensatz zum aktuellen 500-kW- und 31,4-kg-Motor von Lucid Motors.
Dieser Schritt lässt die Menschen erwarten, dass zukünftige Elektrofahrzeuge leichter und effizienter werden.
Luftfahrt und allgemeine Anwendungen
Neben Automobilanwendungen zeigt dieser Motor auch großes Potenzial im Luftfahrtbereich. Das Elektroflugzeug ACCEL von Rolls-Royce stellte einen Geschwindigkeitsweltrekord auf, indem es erfolgreich drei Axialflussmotoren einsetzte, um eine ideale Antriebseffizienz zu erreichen.
Viele Unternehmen wie Emrax und Siemens haben auch eine Reihe verwandter Produkte in diesem Bereich auf den Markt gebracht und zeigen verschiedene Modelle von Axialflussmotoren, die ihre Stärke in hoher Dichte und Effizienz voll unter Beweis stellen.
Schlussfolgerung
Mit ihren einzigartigen Designvorteilen werden Axialflussmotoren mit Sicherheit die Revolution bei Elektrofahrzeugen und anderen Anwendungen anführen. Es macht Elektrofahrzeuge nicht nur leichter, sondern verfügt auch über eine hervorragende Leistungsdichte und Effizienz. Wie wird diese Technologie in der zukünftigen Entwicklung von Technologie und Design unsere Reisemethoden und unser Leben weiter verändern?
