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杏彩体育:奔驰轴向磁通电机解析 抢市场全靠它?
奔驰此前说要放弃电气化,重新捡起内燃机,这句话听一听就得了,毕竟当年下了血本收购的YASA公司不能就这样浪费了。YASA是什么?他们是业内布局最好的轴向磁通电机制造商,那这款产品究竟有什么魔力,竟让奔驰如此着迷?
1821 年,迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 开发了一种原始的盘式电机,该电机已具有轴向磁通电机的形状。与径向磁通相比,轴向磁通在产生和管理电力方面的设计和形状上存在非常明显的差异,因此具有独特的属性。
在接下来的几十年里,这两种电机技术都得到了探索。但是,尽管轴向磁通技术具有减轻重量、缩小尺寸、缩短轴长和增加扭矩的潜力,但制造困难限制了其商业可行性,因为电机无法像径向电机那样通过堆叠叠片来制造。
此外,轴向电机当时还面临着如下的问题,比如冷却能力较差,这直接影响电机能否持续输出较大功率;还有对轴向气隙控制困难以及更加复杂的绕组。
2009年,一家名叫YASA的英国电机制造商横空出世,该公司由首席技术官Tim Woolmer博士于2009年创立,他也是许多相关电机技术专利的持有人。YASA轴向电机目前还没有大规模量产,之前仅出现在一些插混车型上,而这种电机的独特性能被奔驰所青睐,于是奔驰不讲武德在2021年7月收购了YASA 100%的股权。
据奔驰官方透露:他们十分看好这种电机出现在纯电车型上,收购YASA既免去了自己从0开始研发的麻烦,又节约了资金,同时也能避免竞争对手拿到知识产权。
轴向电机的工作方式与径向电机差异巨大,它的磁通线平行于旋转轴,通过永磁体(转子)与电磁铁之间的相互作用,来驱动转子旋转。
定子线圈通电变为电磁铁时就会出现N、S极,而转子的N、S极是固定的,根据同极相斥、异极相吸的原理,转子的S极会被定子的N极所吸引,转子的N极会被定子的N极排斥,这样就形成了一个切向分量,从而驱动转子旋转。
通过对不同位置的线圈通电,形成了稳定的切向力,转子也可以获得稳定的扭矩输出。为了增大功率,可以同时给相邻两个线圈通同向电流并顺时针(或逆时针)切换,通过电机来控制电机即可。
轴向电机的优点也是显而易见的,它比普通的径向电机更轻,体积更小,由于扭矩=力x半径,因此同等体积下的轴向电机要比径向电机拥有更大的扭矩,非常适合放在高性能车型上。此外,轴向电机更小的体积也丰富了汽车设计的自由度,比如四个车轮都可以按需安装轴向电机,从而形成四轮扭矩矢量分配,让车辆拥有更好的操控性。
据奔驰变速箱和电驱动研发负责人康斯坦丁·内斯介绍:“轴向磁通电机与传统电机相比,使用的材料更少,结构简单,等该领域细分市场的供应商变多后,便能对成本有一个良好的控制。”对此我们可以推测,如果成本较低,轴向电机不会只是AMG车型的专属。