什么时候值得重新发明轮子

南乌拉尔国立大学理工学院的学生和年轻科学家正在开展科学研究,研究开发基于电机轮的地面交通电动传动装置。采用强力磁铁和特殊绕组设计的技术使车轮比现有同类产品尺寸缩小 25%,能效提高 20%。

优点有很多:释放汽车发动机舱,增加驾驶员舒适度。 最重要的是,我们设法实现高速度。该青年科学家团队由理工学院电气传动、机电一体化和机电系教授、技术科学博士谢尔盖·甘扎领导。 他的学生伊万·楚杜克于 2023 年 12 月成为技术科学候选人,为他主题为“用于陆地车辆电动变速箱联合励磁开关型电动机的合成和分析”的论文进行了答辩,

轮毂电机是一个复杂的单元,结合了轮毂本身、电动机、冷却系统、变速箱和制动系统。 使用此类车轮无需复杂的传动机构,效率高,动力性更强,并且易于实施主动安全算法。

这些因素加起来可节省高达20%的电池电量。

开发控制运动的软件包也很重要。毕竟,电机轮的设计允许您在运动过程中改变其旋转的扭矩和频率。

“电动赛车在启动时需要高扭矩,在行驶时需要高速,”伊万·楚杜克说:“我们开发并研究了一种创新设计的组合励磁开关式电动机。由于我们轮毂电机的独特设计,我们能够提供广泛的调节,同时减少发动机的重量和体积。展台上的实验证实了这一结果。”

“当今存在的所有类似模型要么尺寸和重量太大,要么调节范围有限。”谢尔盖·甘扎教授说:“我们成功地以更小的尺寸扩大了转速范围。 此类电机的独特之处在于电感器的设计,它结合了强大的永磁体和励磁绕组。 磁铁减少了电机的体积和重量,而绕组可以让您扩大运动参数的控制范围。与国外同类产品相比,该设计可以降低总体损耗,提高5-7%的效率。我们的技术解决方案获得了 俄罗斯联邦专利2807034。”

未来,类似设计的轮式电机可用于客车和卡车。

“对于承载能力达到10吨的商用电动汽车,在设计中使用此类车轮将通过腾出发动机舱并将牵引电力驱动器放置在轮盘的体积内来实现显着的节能效果。一方面,由于服务系统的放置,可以增加驾驶员的舒适度,另一方面,可以放置更大容量的电能存储,从而在不充电的情况下增加行驶里程。根据所有因素的总和,配备此类车轮的汽车电池电量消耗效率提高了20%,单次充电的行驶距离增加了30%。”谢尔盖·甘扎总结道。

谢尔盖·甘扎教授及其同事的项目得到了创新促进基金在“聪明人”计划(2021年6月1日第16559GU/2021号协议)下的“学生创业”计划(2021年6月1日第1738ГССС15-L/88070号协议)的支持。 /15/2023)。

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