在不久之后,市场中就会出现一款创新性电力传动机,在非公路车辆应用中不但可以节约空间,而且还能减轻重量。

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美国一家变速器专门公司—Oerlikon Fairfield与英国的Ashwoods Motors合作开发了一款新型、超紧凑型设备,比现在的电机最高减负70%, 效率提高20%,将有刷直流电机或感应电机综合到变速箱里。这种创新性电力传动(还没有正式命名)综合了两家公司原有的产品 — 即Oerlikon Fairfield Torque Hub行星传动和Ashwoods公司的Interior Permanent Magnet(IPM)电机。

两家公司发表的技术论文中提到,该设备重76公斤,直径293毫米,长408毫米,能达到3846扭矩的输出转矩,最高制动转矩达到4807.5扭矩。最大功率为9千瓦,最高速度为62rpm。

这是因为在标准的双行星设计上使用了三行星比例。此外,这两项技术上还结合了电动停车制动,能够消除很多复制部件或成语部件 — 举例来说,在发动机、制动和变速器上使用通用轴 — 这项技术还能减少重量、成本和包装空间。

更宽泛的非公路用途这些性能数据得到了Oerlikon Fairfield公司美洲地区Drive Systems工程部门(在印第安纳州的Lafayette)副总裁Dean Elmore的证实。他说,“Torque Hub产品已经广泛应用于非公路用途上,比如高空作业平台(AWP)等建设行业、采矿和农业机械上。但是综合了Ashwoods和Torque hub 产品,我们能够生产非常小型的点击,满足多有应用需要。”他还说,公司目前的电力驱动产品主要关注AWP,但是新电机的紧凑性使其能够应付铲车、小型挖掘机等机械。

Ashwoods Motor Forktruck Frame 247

A mostly manual assembly for off-highway products, the newly developed motor can easily be integrated

Elmore认为“内嵌式永磁电动机独特的特点”对新设备的性能非常重要。在这一点来说,他承认使用Ashwoods电动机效果特别明显。他说,“Ashwoods电动机在行业内是新的,紧凑而精悍的结构,在转矩和效率上都超过了其他产品”。IPM的关键就是它结合了磁阻和永磁电机技术。前者的特点就是能够在不使用磁性的情况下产生转矩,而后者使用了稀土永磁体之后产生高气隙磁通密度,提高了转矩密度。

密封磁体设计在成功综合了这两种方法之后产生的电机能够产生与永磁电机相等的转矩密度,但是使用很少的磁性材料,最高节省70%。其中一个方法就是将磁性材料嵌入到转子设计当中,消除了磁性从转子中剥离的风险。使用完全封闭磁性材料的另一个妙处就是非常环保,远离振动疲劳。

在Ashwoods公司IPM产品中,Oerlikon认为他们从一开始就开发具有高成本竞争力的市场而获益匪浅,比如越野车。而且,Ashwoods的设计有效抵制了普通的内置式永磁电动机理念的缺点,因为普通的内置式永磁电动机重量相对轻,电动机核的功能无法有效发挥,不能有效散去机械内产生的热量。Ashwoods电动机采用更好的空气玄幻技术,能够保持高效大功率运作。

但是Elmore对IPM电动机融合到产品,满足市场需求过程中所面临的挑战也是直言不讳 — 换言之,就是成本效益。他说,“IPM电动机广泛应用于汽车制造业,但是高性能意味着高成本。Ashwoods已经将IPM电动机定格为高成本、高程次,高成本效益的非公路应用。”

结合停车制动Elmore说,关键的问题就是“在融合两个组件的同时还要优化电动机的紧密度”。他还意识到综合停车制动的三个因素也很重要。他说,“这是一个电动发动机系统的重要组成部分,这种综合在车辆需要倾斜的很多应用中非常必要。在电动机中综合制动并不新奇,但是Ashwoods和Fairfield以这种方式融合,可以将设计的紧凑型发挥到最大。”

有趣的是,Elmore承认说,虽然目前的设计在紧凑度上竞争力很高,但是在缩短整个包装长度上还有很大的空间。他强调说,“这件事情还在继续”,而且对新产品非常有信心,认为新产品对那些安装在车辆里的公司会产生积极效果。他说,“电动机包装的力量来源于它解除了客户的装配,这么设计可以很容易就安装到车辆上,而不需要对构架进行过多的改造。”


"综合Ashwoods和Torque Hub的产品,我们能够生产非常紧凑的电机,优秀的性能能够满足多种应用需求" - Dean Elmore, Oerlikon Fairfield


简单的装配与彻底的测试产品本身的装配并不复杂。他说,“由于非公路产品的年产量很低,装配过程大部分是人工完成的”。但他还说,“通过自动化生产测试进行的100%的功能检验”,使Oerlikon Fairfield对技术融合到产品的质量水平具有绝对的信心。同时,公司还称,实际测试也证明了产品性能。

Elmore称,“到目前为止,测试已经证明,从发动机尺寸来看,动力和效率上非常出色。高效率不仅证明发动机以更少的能源产生同等功率的能量,而且还能在再生制动过程中夺回更多的能量。这对电动车而言就能产生更长的开车时间,而对混合动车而言产生更高的能源效率”。但是他们还会进行测试。他说,“实验室实验和现场实验仍然在继续,在未来的几个月当中会进行特殊的车辆效率目标测试。我们会继续审核,并实行综合性高成本效益方案。”

更令人瞩目的是,更过潜在的客户也参与到产品的预备过程中,比如审核、制造和上市等事宜。Elmore说,“我们还在评估潜在客户,然后在客户中进行原型测试。”

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