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Perché i motori a flusso assiale possono portare una nuova rivoluzione nei veicoli elettrici? Qual è il segreto della loro progettazione?
Nella progettazione e nello sviluppo di veicoli elettrici, i motori a flusso assiale (AFM) stanno rapidamente emergendo come tecnologia rivoluzionaria. Il design innovativo di questo motore offre vantaggi significativi rispetto ai tradizionali motori a flusso radiale in termini di robustezza, efficienza e prestazioni complessive. Questo articolo esamina più da vicino il ruolo chiave che i motori a flusso assiale giocheranno nel futuro dei veicoli elettrici e i segreti della progettazione dietro di essi.
Caratteristiche fondamentali del motore a flusso assiale
Il motore a flusso assiale ha un design speciale rispetto al comune motore a flusso radiale, il suo circuito magnetico è parallelo all'asse di rotazione. Questa struttura geometrica consente al motore assiale di fornire una superficie magnetica più ampia e buone prestazioni di dissipazione del calore all'interno dello stesso volume.
Rispetto ai motori a flusso radiale, la coppia dei motori a flusso assiale aumenta con il cubo del diametro del rotore, mentre quest'ultima aumenta solo con il quadrato del diametro del rotore.
Inoltre, i motori assiali sono relativamente flessibili nella costruzione e possono essere facilmente assemblati su una struttura planare (come un circuito stampato). Il design dell'avvolgimento planare semplifica gli avvolgimenti ad alta corrente.
Segreti del design
Quando si tratta di progettazione di motori a flusso assiale, gran parte dell'innovazione può essere attribuita alla planarità della loro costruzione. Ad esempio, i motori sono disponibili in configurazioni a rotore singolo o doppio e statore singolo o doppio. Il design a doppio statore/rotore singolo è adatto per applicazioni ad alta potenza, ma richiede perdite di ferro aggiuntive, mentre il design a statore singolo/doppio rotore elimina la necessità di un supporto pesante e migliora ulteriormente l'efficienza.
Nelle applicazioni pratiche, alcuni motori a flusso assiale possono essere facilmente impilati per fornire una maggiore potenza in modo modulare.
Ad esempio, il motore 750 R di YASA può fornire una capacità di oltre 5 kW/kg con una lunghezza dell'albero di 98 mm, dimostrando il suo potenziale e i vantaggi nella progettazione.
Miglioramento e applicazione del volume del suono
Sebbene i motori a flusso assiale non siano stati ampiamente utilizzati in passato, con la diffusa disponibilità di potenti magneti permanenti e lo sviluppo della tecnologia dei motori CC senza spazzole, questo tipo di motore ha gradualmente attirato l'attenzione di sempre più ricercatori e produttori di automobili . Può essere applicato a quasi tutti i principi di funzionamento, compresi i motori DC senza spazzole, a induzione, passo-passo e a riluttanza. Non solo, il design più corto e più largo del motore assiale lo rende più adatto all'uso in siti compatti.
Innovazione nel campo automobilistico
Le case automobilistiche diverse da Tesla, come YASA, una filiale di Mercedes-Benz, hanno iniziato ad applicare questa tecnologia ai veicoli elettrici. I loro motori sono stati utilizzati in molte concept car, prototipi e auto da corsa. Vale la pena notare che YASA prevede di installare i motori all'interno delle ruote, poiché la massa ridotta dei motori a flusso assiale non avrà un impatto eccessivo sulla massa non sospesa del veicolo.
YASA mira a sviluppare un motore da 220 kW in un pacchetto da 7 kg, in contrasto con l'attuale motore da 500 kW e 31,4 kg di Lucid Motors.
Questa mossa fa sì che le persone si aspettino che i futuri veicoli elettrici si svilupperanno nella direzione di essere più leggeri ed efficienti.
Aviazione e applicazioni generali
Oltre alle applicazioni automobilistiche, questo motore mostra un grande potenziale anche nel campo dell'aviazione. L'aereo elettrico ACCEL di Rolls-Royce ha stabilito un record mondiale di velocità utilizzando con successo tre motori a flusso assiale per raggiungere l'efficienza di propulsione ideale.
Molte aziende come Emrax e Siemens hanno anche lanciato una serie di prodotti correlati in questo campo, mostrando diversi modelli di motori a flusso assiale, dimostrando pienamente la loro forza nell'alta densità ed efficienza.
Conclusione
Con i loro vantaggi progettuali unici, i motori a flusso assiale guideranno sicuramente la rivoluzione nei veicoli elettrici e in altre applicazioni. Non solo rende i veicoli elettrici più leggeri, ma ha anche un’eccellente densità di potenza ed efficienza. Nel futuro sviluppo della tecnologia e del design, in che modo tale tecnologia cambierà ulteriormente i nostri metodi di viaggio e la nostra vita?
