Проектирование электродвигатель коробки передач включает в себя интеграцию электродвигателя, коробки передач, дифференциала (при необходимости) и электроники управления в единый компактный блок. Эта система широко используется в электромобили (EVS), электронные скутеры, гольф-кары и промышленное оборудование Ниже приведено структурированное руководство по разработке электродвигатель коробки передач.
|
Компонент |
Функция |
|
электрический мотор |
Обеспечивает мощность вращения (предпочтительно BLDC/PMSM). |
|
Коробка передач |
Регулирует скорость/ крутящий момент (обычно используются планетарные/винтовые передачи). |
|
Дифференциальный |
Распределяет мощность между колесами (опционально в некоторых моделях). |
|
Жилье |
Закрывает и защищает компоненты (алюминий/сталь). |
|
Блок управления |
Управляет частотой вращения двигателя, крутящим моментом и эффективностью (MCU/ECU ECU ECU). |
|
Система охлаждения |
Предотвращает перегрев (жидкостное/воздушное охлаждение). |
A. Типы двигателей
|
Тип |
Плюсы |
Аферы |
Лучше всего для |
|
Двигатель постоянного тока BLDC |
Высокая эффективность, длительный срок службы |
Нужен контроллер |
Большинство электромобилей, электронных скутеров |
|
Двигатель PMSM |
Превосходный крутящий момент и эффективность |
Дорогой |
Высокопроизводительные электромобили |
|
Асинхронный двигатель |
Надежность и низкая стоимость |
Менее эффективный |
Промышленное применение |
B. Основные параметры двигателя
Мощность (кВт) - Обычно от 0,6 кВт до 200 кВт (зависит от размера автомобиля).
Напряжение (В) → 48 В-800 В (более высокое напряжение = более высокая эффективность).
Скорость вращения (ОБ/мин) → 3000-15000 оборотов в минуту (регулируется для колес).
Крутящий момент (Нм) - 50-500 Нм (зависит от передаточного числа).
A. Типы зубчатых колес
|
Тип |
Преимущества |
Недостатки |
|
Планетарные передачи |
Компактность, высокий крутящий момент |
Сложное производство |
|
Винтовые передачи |
Тихий, эффективный |
Меньший крутящий момент, чем планетарный |
|
Цилиндрические зубчатые колеса |
Просто, дешево |
Шумный, менее долговечный |
B. Выбор передаточного числа
Высокое передаточное отношение (например, 10:1) и больший крутящий момент при меньшей скорости (подходит для тяжелых транспортных средств).
Низкое передаточное отношение (например, 5:1) и более высокая скорость, меньший крутящий момент (подходит для легких электромобилей).
C. Дифференциальное интегрирование
Открытый дифференциал → Стандарт для большинства электромобилей.
Дифференциал повышенного трения (LSD) - Улучшенное сцепление с дорогой (performance EVs).
Никакой разницы Используется в системах с одним приводом на одно колесо (электронные скутеры).
A. Методы охлаждения
Воздушное охлаждение - простое и дешевое (для маломощных двигателей).
Жидкостное охлаждение - эффективное, используется в высокопроизводительных электромобилях.
Радиаторы, вентиляторы и пассивное/активное охлаждение для контроллеров.
B. Материал корпуса
Алюминий и легкий вес, хорошее тепловыделение.
Сталь прочнее, но и тяжелее.
Композитные материалы - новая тенденция (легкие и прочные).
A. Контроллер двигателя (ECU)
FOC (Field-Oriented Control) - Лучшее решение для BLDC/Двигатели PMSM.
ШИМ-модуляция эффективно регулирует скорость и крутящий момент.
Рекуперативное торможение → Восстанавливает энергию во время торможения.
B. Датчики и обратная связь
Энкодер/ распознаватель и точное отслеживание положения двигателя.
Датчики температуры предотвращают перегрев.
Датчики крутящего момента оптимизируют подачу мощности.
|
Параметр |
Электронный скутер |
Тележка для гольфа |
Коммерческий электромобиль |
|
Тип двигателя |
Концентратор постоянного тока |
Постоянный ток |
ПМСМ |
|
Мощность (кВт) |
1-5 кВт |
5-15 кВт |
50-200 кВт |
|
Напряжение (В) |
48В-72В |
72В-144В |
400В-800В |
|
Передаточное число |
5:1-8:1 |
10:1-15:1 |
8:1-12:1 |
|
Охлаждение |
Воздух |
Воздух/жидкость |
Жидкость |
|
Дифференциальный |
Никто |
Открытая разница |
Разница между ЛСД и электронным алкоголем |
♦ Интеграция двигателя и коробки передач → Обеспечивает точное выравнивание.
♦ Обработка корпусов → Используйте ЧПУ для получения жестких допусков.
♦ Герметизация → IP67+ для гидроизоляции (при наружном использовании).
♦ тестирование → Проверка крутящего момента, эффективности и охлаждения.
|
Вызов |
Решение |
|
Перегревание |
Жидкостное охлаждение + термопаста. |
|
Шум редуктора |
Используйте винтовые/планетарные передачи. |
|
Вес |
Алюминиевый корпус + композитные материалы. |
|
Потеря эффективности |
Оптимизируйте зацепление зубчатых колес и их смазку. |
Интегрированные электронные оси (двигатель + коробка передач + дифференциал в одном устройстве).
Инверторы SiC/GaN обеспечивают более высокую эффективность и плотность мощности.
3D-печатные шестерни - легкие и настраиваемые.
Проектирование электродвигателя с трансмиссией требует балансировки выбор двигателя, передаточного числа, охлаждения и управляющей электроники. А Двигатель постоянного тока/PMSM с планетарная коробка передач идеально подходит для большинства применений, а жидкостное охлаждение и усовершенствованные алгоритмы управления повышают производительность.
Вам нужны рекомендации по конкретным поставщикам контроллеров двигателей или редукторов? Свяжитесь с нашими инженерами прямо сейчас.
