Защо новото енергийно превозно средство Xiaomi su7 използва емайлирани плоски проводници?

Защо плоска жица?

Търсенето на високо-мощни магнитни компоненти в нови енергийни превозни средства, 5G и фотоволтаично съхранение на енергия се увеличи бързо, стимулирайки търсенето на плоски и микро-плоски емайлирани проводници.

 

Кръглият емайлиран проводник има ниска{0}}процент на запълване на слота след навиване. С други думи, използването на пространството след навиване е ниско, което значително ограничава ефективността на съответните електрически устройства. Обикновено, след като кръглата емайлирана жица е навита при пълно натоварване, скоростта на запълване на слота-е около78%. Това затруднява изпълнението на изискванията на съвременната технология за плоски, леки компоненти с ниска-енергийна-консумация и висока-производителност.

 

За да се отговори на това ограничение, беше разработен плосък емайлиран проводник -, подобряващ оползотворяването на пространството и позволяващ по-висока плътност на мощността в компактни двигателни конструкции.

 

Преходът от кръгъл към плосък проводник е една от най-значимите еволюционни стъпки в дизайна на електродвигателите през последните две десетилетия. Тъй като производителите на NEV настояват за по-дълъг обхват, по-бързо зареждане и по-леки превозни средства, всеки грам мед и всеки кубичен сантиметър пространство на статорния слот става критичен. Технологията с плосък проводник директно адресира тези ограничения чрез максимизиране на съотношението на проводимо медно напречно-сечение към общата площ на слота - показател, известен катокоефициент на запълване на слота.

 

Какво е плоска емайлирана тел?

Плоският емайлиран проводник е навиващ проводник, направен от -безкислородна медна пръчка или електрически{1}}алуминиев прът, изтеглен, екструдиран или валцован през матрица с определена спецификация и след това покрит с изолационна боя многократно. За разлика от традиционния кръгъл проводник, напречното-сечение на проводника е по-скоро правоъгълно, отколкото кръгло, което позволява на проводниците да се подредят плътно с минимални-между проводници.

 

Типични спецификации

• Дебелина:0,025 mm – 2 mm
• ширина:обикновено под 5 мм
• Съотношение-към-дебелина:2:1 до 50:1
• Материал на проводника:Безкислородна-мед (OFHC), електрически-алуминий или помеднен-алуминий
• Изолация:Много{0}}слойно емайлово покритие (полиестер, полиестеримид, полиамидиимид или-полиимид)
• Топлинен клас:Обикновено клас 180 (H) до клас 220 (C+), подходящ за продължителна работа до 220 градуса

 

Класификация по отношение на ширина-към-дебелина

Плоските емайлирани проводници се категоризират допълнително въз основа на съотношението им:

Категория	Съотношение-към-дебелина	Типична употреба
Плосък проводник	2:1 – 8:1	Двигатели с-общо предназначение, трансформатори
Малък плосък проводник	8:1 – 20:1	НЕВ двигатели, прецизна техника
Микро{0}}плоска жица	20:1 – 50:1	Намотки с висока{0}}плътност, 5G индуктори, миниатюрна електроника

 

 

Кръгла жица срещу плоска жица: Подробно сравнение

Фундаменталната разлика между кръглата и плоската емайлирана жица се крие в геометрията на напречното им{0}}сечение. Когато кръглите проводници са опаковани в слот на статор, кръглите форми по същество оставят междинни празнини между съседните проводници -, като обикновено заемат 20–40% от площта на слота като загубено пространство. Плоските проводници, напротив, могат да бъдат подредени като тухли с почти-нулеви междинни-жични междини, което драстично увеличава дела на полезния проводник.

 

Кръгла тел

Кръгло напречно-сечение. Проводниците се допират в единични точки, оставяйки значителни празнини между тях. Запълване на слота обикновено 40–55% (действително навиване), до ~78% при идеализирани изчисления на пълно{6}}натоварване.

 

Плосък проводник

Правоъгълно напречно-сечение. Проводниците се подреждат лице-с-лице с минимални празнини. Запълването на гнездата обикновено е 60–78%+ в реалния-дизайн на NEV двигатели, като теоретичните максимуми надхвърлят 90%.

 

Параметър	Кръгла тел	Плосък проводник
Форма на напречно-сечение	Циркуляр	Правоъгълна
Коефициент на запълване на слота (типичен)	40 – 55%	60 – 78%+
Използване на пространството	Ниски (-между проводници)	Високо (плътно подреждане)
Плътност на мощността	Ограничен	Значително по-висока
Топлопроводимост	Умерен (точков контакт)	Превъзходен (лицев контакт → по-добро разсейване на топлината)
AC съпротивление (при висока честота)	Наказание за по-нисък ефект на кожата	По-високи загуби от вихрови токове в дебел размер
Метод на навиване	Случайна/концентрирана рана	Фиби / непрекъсната фиби / навиване на вълни
Сложност на производството	Прост, зрял процес	Сложна инструментална екипировка, необходимо е прецизно огъване
Крайна{0}}дължина на навиване	По-дълъг (произволно навиване)	По-къс, по-компактен
Цена (на кг мед)	По-ниска	15 – 30% по-високи
Трудност при ремонт/навиване	по-лесно	Трудно (често изисква пълна подмяна на статора)
Типично адаптиране на двигателя NEV	По-стари / бюджетни модели	Основни NEV платформи (2020+)

 

Защо има значение в NEV Drive Motors

 

Задвижващият двигател е сърцето на автомобил с нова енергия. По време на работа електромагнитните проводници вътре в двигателя трябва да издържат на високо напрежение, висока температура и висока скорост на-промяна на напрежението (dV/dt). Тези условия са много по-екстремни от тези в традиционните индустриални двигатели:

 

• напрежение:400V или 800V DC шина (срещу. 380V AC в индустриални двигатели)
• Честота на превключване:10–20 kHz SiC/GaN инверторно превключване (срещу . 50/60 Hz мрежа)
• Пикова температура:150–180 градуса непрекъснато, до 220 градуса преходно (спрямо<100°C typical industrial)
• Цел за плътност на мощността:5–20 kW/kg (срещу. 1–3 kW/kg за индустриални двигатели)
• Диапазон на скоростта:0–20,000+ rpm (срещу . 1,500–3000 rpm индустриални)

 

Ако електромагнитните проводници и изолационните материали не могат да издържат на тези условия, те лесно ще се разрушат и ще намалят експлоатационния живот на двигателя. Понастоящем, поради прости процеси и едно-слойни филми за боя, много продукти на пазара имат слаба устойчивост на корона и слаба устойчивост на термичен-шок -, което пряко влияе върху експлоатационния живот на задвижващия двигател.

 

Основни предимства на производителността на плоския проводник в двигателите NEV

 

1. По-висока плътност на мощността

Чрез увеличаване на коефициента на запълване на слота от ~45% (кръгъл проводник) до ~70%+ (плосък проводник), двигателят може да пренесе 30–50% повече ток при същия обем на статора. Това директно се превръща в по-висок пиков въртящ момент и изходна мощност - или еквивалентно, същата мощност може да бъде постигната в по-малък, по-лек двигател. Спестяванията на тегло от 10–20% са типични при преобразуването на двигател с кръгла-жица към плосък кабел.

 

2. Подобрена ефективност

По-голямото напречно-сечение на медта намалява съпротивлението на намотката (R), което намалява резистивните загуби (I²R). Освен това по-късите крайни-намотки на конфигурациите с фиби намаляват „неактивната“ медна дължина - частта от проводника, която допринася само за съпротивление, но не и за въртящ момент. Комбинирани, тези ефекти обикновено подобряват двигателната ефективност чрез0,5–2 процентни пункта, което е значително, когато базовата ефективност вече е 94–96%.

 

3. Превъзходно управление на топлината

В кръгла{0}}намотка на проводник топлината трябва да се предава през точкови контакти между проводниците - термичен път с високо-съпротивление. В плоските-жилни намотки преносът на топлина през широки контактни зони-в{-лице, драматично подобрява топлопроводимостта. Това позволява на двигателя да поддържа по-висока непрекъсната мощност, без да превишава температурните граници на изолацията, и позволява по-ефективно охлаждане чрез статорни водни ризи или системи за пръскане на масло.

 

4. Намалена консумация на мед

По-късите крайни-намотки и по-високата ефективност на запълване означават, че е необходима по-малко мед за същата електромагнитна производителност. Спестяванията на мед от 10–20% са обичайни, намалявайки както материалните разходи, така и теглото на двигателя - двойна полза за NEV приложения, където всеки килограм има значение за обхвата.

 

5. По-добра NVH (шум, вибрации, грубост)

Твърдото, структурирано оформление на намотките с фиби е по-малко податливо на вибрации под въздействието на електромагнитни сили, отколкото хлабаво опакованите кръгли{0}}жични намотки. Това допринася за по-тихата работа на двигателя -, което е все по-важен фактор, тъй като NEV се конкурират по отношение на изтънчеността на купето.

 

6. Автоматизирано-производство в големи обеми

Процесите на навиване на фиби (формоване на тел, вкарване, заваряване) по своята същност са по-автоматизирани от произволното навиване на кръгла тел. Това позволява постоянно качество при производствени обеми от стотици хиляди единици годишно, с намален труд за двигател.

 

Например най-новото ново енергийно превозно средство Su7 на Xiaomi. Той възприема по-добрия в индустрията щифтов-тип дизайн на навиване на плосък проводник, а слотовете за полюси на статора и ротора от 54 слота и 6 полюса са съвпадащи. Степента на пълен слот скочи до 77%, а степента на загуба на желязо беше значително намалена с 25%, което доведе до 0,3% увеличение на общата ефективност на двигателя.

 

Емайлираният проводник, произведен от GNEE, се използва широко в нови енергийни превозни средства, потребителска електроника, чиста енергия, електронни компоненти, захранващо електричество и задвижване и други области. Ние сме широкомащабен-доставчик на емайлирана тел с отлично качество на продуктите в индустрията.Добре дошли да се свържете с нас!