Tepelný management baterií je nezbytný v elektrických vozidlech a systémech skladování energie pro regulaci teploty baterií. Využívá chladicí a topné systémy k udržení teploty v optimálním rozsahu, minimalizaci teplotních změn mezi články, umožnění přeplňování, předcházení poruchám a tepelným únikům a maximalizaci životnosti baterie.
Proces výroby rotoru pro elektromotory
By Stéphane Melançon Na července 21 2023,
Rotor přenáší energii z baterií na kola elektrického vozidla. Výroba rotorů pomocí nejnovějších technologií zlepšuje účinnost motoru mnoha způsoby.
Svařování vláknovým laserem: Výhody, systémy a aplikace
By Stéphane Melançon Na května 05 2023,
Vláknové laserové svařování je svařovací proces, který využívá jako zdroj tepla laserový paprsek. Jako bezkontaktní nástroje jsou vláknové lasery nenáročné na údržbu a nabízejí vysoké rychlosti svařování. Laserový paprsek je vysoce přesný a má nízký tepelný příkon, což minimalizuje poškození materiálu
Příspěvky podle tématu
By Stéphane Melançon Na dubna 07, 2023 Baterie a EV
Elektromotory dnes přebírají automobilový průmysl. Elektrifikaci průmyslu často považujeme za odklon od fosilních paliv za účelem snížení globálních emisí. Existují však další, méně zřejmé důsledky, které ovlivňují výrobce a spotřebitele elektromotorů.
Zde je 7 způsobů, jak se průmysl mění:
- Jednodušší design s méně pohyblivými částmi
- Jednodušší řízení teploty
- Žádné toxické plyny k řízení
- Okamžitý točivý moment na kolech
- Menší tlak na zajištění kvality
- Zjednodušený dodavatelský řetězec díky menšímu kusovníku
- Vylepšené zabezpečení
1. Jednodušší design s méně pohyblivými částmi
Na rozdíl od benzínového spalovacího motoru se stovkami pohyblivých částí mají elektromotory Tesla pouze jeden pohyblivý kus: rotor.
Teslova konstrukce ukazuje, že elektromotory mají mnohem menší počet pohyblivých částí než spalovací motory. Toto tvrzení platí i pro ostatní části elektromobilu. Například elektrické hnací ústrojí Tesly má přibližně 20 pohyblivých částí ve srovnání s tradičními hnacími ústrojími, které mají přibližně 200 pohyblivých částí.
Pro spotřebitele to znamená, že elektromotory – a elektrická vozidla obecně – jsou mnohem spolehlivější, protože dochází k menšímu mechanickému opotřebení.
Mezi díly, které již nejsou potřeba, patří olejová čerpadla, palivová čerpadla, systémy sání vzduchu, vzduchové filtry, řetězy, písty, alternátory, spojky, ojnice, ventily, pružiny, regulátory tlaku, zapalovací kabely a mnoho dalšího.
Pro výrobce to drasticky zjednodušuje konstrukci motoru.
2. Snadnější řízení teploty
Elektromotory jsou extrémně účinné, ztrácejí pouze ≈10 % energie ve formě tepla ve srovnání s ≈70 % u spalovacích motorů. To znamená, že v motoru vzniká méně tepla, což výrobcům motorů značně usnadňuje řízení teploty.
Elektromotory jsou vystaveny menšímu teplu a nemusí odolávat tak vysokým teplotám a tepelnému namáhání. To umožňuje použití účinnějších materiálů pro součásti motoru.
3. Žádné toxické plyny k řízení
Když spalovací motory spalují palivo, vytvářejí toxické plyny, které je třeba přeměnit na méně toxické znečišťující látky, než se uvolní do atmosféry. Protože elektromotory nevytvářejí toxické plyny, nejsou potřeba všechny součásti výfukového systému. Patří mezi ně díly jako hlavy válců, výfukové potrubí, turbodmychadla, katalyzátory a tlumiče.
4. Okamžitý točivý moment na kolech
Točivý moment je síla, která způsobuje otáčení kol. U spalovacích motorů je tato síla optimální při asi 1,800 2,600 – XNUMX XNUMX otáčkách za minutu (sladké místo, které se liší motor od motoru). Plynové motory budou poskytovat suboptimální točivý moment při nízkých a vysokých otáčkách. Elektromotory jsou ale jiné: dokážou poskytnout okamžitý a optimální točivý moment na kola bez ohledu na otáčky.
Výsledkem je, že elektromotory nepotřebují převodovku (také známou jako převodovka), aby měnily rychlostní stupně a zůstaly optimální. Mnoho elektromobilů funguje s tím, co se nazývá jednorychlostní převodovka, zatímco jiné (jako Tesla Model S) nemají převodovku vůbec, což eliminuje potřebu stovek složitých pohyblivých částí, které s ní přicházejí, jako jsou ozubená kola.
5. Menší tlak na zajišťování kvality
Tolerance kusů používaných ve spalovacích motorech jsou extrémně těsné – a u elektromotorů ekvivalent neuvidíte. Například písty a válce jsou vyrobeny s mikrometrickými tolerancemi na více místech uvnitř motoru. Mezera mezi nimi musí být řízena s extrémní přesností, aby bylo dosaženo správného spalování. Pro splnění této potřeby musí být výrobní proces přesný a konzistentní s přijatelnými odchylkami v rozsahu desetitisícin palce (nebo 2.54 mikronů).
Elektromotory tyto části eliminují s úzkými tolerancemi. V důsledku toho je zajištění kvality snazší a existuje nižší riziko přepracování a odmítnutí.
6. Zjednodušený dodavatelský řetězec díky menšímu kusovníku
Kusovník (BOM) je strukturovaný seznam všech materiálů, součástí a dílů potřebných k sestavení motoru. Obsahuje podrobnosti o množství, nákupu, nákladech a tak dále.
Menší kusovník elektromotorů bude mít velký dopad na dodavatelský řetězec automobilového průmyslu. Dodavatelé dílů, které nejsou potřeba v EV, jako jsou výfukové systémy, palivové systémy a převodovky, čelí riziku, že se stanou irelevantními. Jak se elektromobily stávají stále běžnějšími, budou se tito poskytovatelé motorových dílů muset přizpůsobit, aby přežili.
Pro výrobce elektromotorů je menší kusovník dobrá věc. Nabízí řadu výhod, včetně:
- Zjednodušené dodavatelské vztahy a snížení složitosti dodavatelského řetězce díky nižšímu počtu dodavatelů.
- Zkrácené dodací lhůty, protože je třeba získávat a koordinovat méně položek.
- Vylepšená správa zásob díky menšímu počtu komponent, které je třeba sledovat, spravovat a udržovat na skladě.
- Nižší riziko zpětně objednaných dílů, které způsobují zpoždění ve výrobě.
7. Vylepšené zabezpečení
Se svým menším seznamem součástí jsou elektromotory kompaktnější než spalovací motory. To ponechává více prostoru pro optimalizaci lámavé zóny – což jsou oblasti v přední a zadní části vozu, které mohou absorbovat nárazy a chránit cestující.
K bezpečnosti přispívají i další faktory:
- Větší hmotnost vozu pohltí více energie z nárazů
- Nižší těžiště zajišťuje odolnost proti převrácení
- Elektromobily mívají nejnovější technologie pro předcházení nehodám a přežití
- Elektromobily mají nižší riziko požáru (nevezou nádrž plnou hořlavého paliva)
Není divu, že mnoho elektromobilů získalo nejvyšší hodnocení bezpečnosti v nárazových testech a ukázalo se, že jsou celkově bezpečnější než auta na plyn.
Výzva? Splnění poptávky
Zatímco výroba elektromotorů přináší do odvětví pozitivní změny, výrobci OEM a jejich dodavatelé musí stále překonávat mnoho výzev. Jedním z nich je vytvoření nových výrobních linek motorů, které lze škálovat tak, aby uspokojily rostoucí poptávku po elektrických vozidlech. S omezeným časem a zdroji jsou výrobci pod tlakem, aby činili správná rozhodnutí.
Jak mohou lasery pomoci výrobcům elektromotorů
Laserová technologie může zajistit, že operace povrchového zpracování jsou účinné a přesné pro všechny typy motorů, včetně bezkomutátorových stejnosměrných motorů, synchronních motorů s permanentními magnety, střídavých indukčních motorů, motorů s vnitřními permanentními magnety, reluktančních motorů s permanentními magnety a tak dále.
- Odstranění izolační vrstvy na měděných vlásečnicích statoru (u vlásenkových motorů)
- Odstranění oxidu ze sběracích kroužků pro zlepšení elektrického kontaktu
- Identifikace lamel rotoru nebo veverkových klecí pro sledovatelnost
- Odstranění epoxidové práškové barvy z můstků a jazýčků konektorů
- Svařování štítků baterie
Stéphane Melançon
Stéphane, technický expert a konzultant v oblasti baterií a elektrických pohonných systémů, má titul z fyziky se specializací na fotoniku, optiku, elektroniku, robotiku a akustiku. Investoval do transformace elektromobilů a navrhl průmyslové baterie pro elektrokola. Ve svém volném čase provozuje YouTube kanál o všem elektrickém.
