汽車電動機的過去與未來

電動機是把電能轉換成旋轉機械能的一種設備,它是利用通電線圈產生旋轉磁場並作用於轉子形成旋轉扭矩。根據需要的不同,電動機的構造和功能形式也不盡相同。

為電動汽車開發更高效率的電動機,目前僅次於更長續航里程電池的研發工作,正處於快速發展階段,未來的電動汽車要能提供更好的駕駛體驗。

康隆(Cannon)Ergos公司鑄鋁設備部是立式鋁壓鑄設備行業的領導者,正積極從事於這方面的研發工作。

電動汽車的歷史

汽車電動機的過去與未來

早期的電動汽車

讓我們簡單回顧一下電動汽車的歷史,以便我們可以更好地展望其未來的發展。

其實,電動汽車並非是今天的發明,第一款電動汽車的發明其實要歸功於幾個人:

1828年,Ányos Jedlik發明了一臺早期的電動機,然後用他的新電機做驅動,製造了一個小臺車模型。

1834年,佛蒙特州的鐵匠Thomas Davenport搭建了一臺類似的小車模型,它可以在一段短的圓形導電軌上運行。

1834年,荷蘭格羅寧根市的Sibrandus Stratingh教授與他的助手Christopher Becker做出了一款以不可充電的原電池做驅動的小比例電動車模型。

在1832~1839年間(確切的年限不詳),蘇格蘭阿伯丁的化學家Robert Davidson製造了第一臺以原電池(電池)做驅動的電機車模型。後來,Thomas Parker在1884年製造了第一款電動汽車原型車,使用的是他自己設計的特殊大容量電池。

在19世紀末至20世紀初,電動汽車無疑可能是人們首選的交通工具之一,因其比當時的燃油汽車更舒適。

在當時的美國,40%的車輛是蒸汽動力的,38%是電動的,22%是燃油車。當時美國共註冊有33842輛電動汽車,也因此而成為電動汽車最受歡迎的國家。

不幸的是,與隨後的內燃發動機汽車相比,電動汽車由於成本高、最高時速低以及電池續航里程短的缺點,在世界上逐漸被淘汰,只有電力機車和某些特殊的行業還在繼續使用電動車輛。

隨著世界石油儲量大發現,汽油價格越來越低廉,汽油車長途行駛的成本也更便宜。

電動汽車的未來

21世紀初,由於人們越來越關注石化燃料汽車所引發的問題,尤其是尾氣排放對環境的汙染,以及目前石化燃料交通設施可持續性發展的問題,加之電動汽車技術的不斷提高,使得電動和其他替代燃料汽車的發展正方興未艾。

電池儲存電能,再通過電動汽車上的電動機轉換成驅動汽車行駛的機械動能。電池會通過逆變器控制電動機,逆變器將電池的直流電轉變成交流電供給電動機。鬆開油門或剎車時,汽車電動機又會轉變成一臺發電機為電池充電。

電遠比燃油更有效率

一部高品質的電動機,它的輸出或效率都是非常高的,如果以產生能量與接收能量的比例衡量:交流電動機會超過98%,變壓器和靜態換流器會達到99.5%。

而熱力發動機與之相比,最優化的汽車內燃機也不會超過40%。

兩項最關鍵的因素

一款電動汽車要想在競爭產品中脫穎而出,關鍵的因素就是:續航里程和性能。續航里程主要取決於電池供給電動機的電量,而性能則完全要依賴電動機的效率。

為提高電動機的效率,現有多項技術都在論證之中,包括採用交流電(AC)帶變頻器、永磁體、同步或異步電動機、無刷及正弦無刷直流(DC)電動機等的機型。

每一項技術都有其優缺點。隨著電子控制技術的不斷髮展,以前遇到的那些難以控制或效率低的問題正逐漸被解決。

康隆(Cannon)在電動機制造方面擁有豐富的經驗

汽車電動機的過去與未來

康隆(Cannon)Ergos的立式壓鑄設備

康隆(Cannon)Ergos的鑄鋁設備部是鋁、鎂及合金材料的立式壓鑄設備行業的領導者,設備被遍及五大洲的電動機制造商所採用。

作為立式壓鑄技術的領先者——TCS公司擁有近50年的鋁加工設備製造經驗,該公司於1988年加入康隆(Cannon)集團,之後成為康隆(Cannon)Ergos的鑄鋁設備部。

目前,康隆(Cannon)Ergos正全力開發的一款新型立式壓鑄設備可以提高汽車驅動電動機的效率。

康隆(Cannon)Ergos的轉子一號(RotorOne)型設備,採用了先進的垂直注射的設計理念,利用一個多站式的轉檯承載幾個模具進行循環生產,這款專為高效生產而開發的新型壓鑄設備具有很多優勢:

★ 鋁在轉子和定子中均勻分佈,消除了氣泡和針孔,因而重量更均衡,品質更好。

原材料依次通過幾個工作站完成生產,使壓鑄設備的生產效率更高。

模塊化設備可以在一個班次中生產不同型號和尺寸的產品,如果需要,設備可配備自動即時換模系統。

採用模壓注射鑄造工藝,顯著提高了熔融金屬的質量和電學性能。

閉環控制工藝,可及時修正注射參數。

設備已為工業4.0做好了準備,可與工廠計算機管理系統進行全面集成。

通過與全球領先的汽車驅動電動機制造商合作,康隆(Cannon)Ergos可以在實際工業化的模式下開發和測試這款創新的壓鑄設備。


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