Компания Schaeffler выходит на рынок двигателей для электромобилей с модульной технологической платформой высокой степени интеграции. Линейка электродвигателей разработана для обеспечения эффективности работы, а возможный ряд применений варьируется от гибридных модулей и специализированных гибридных трансмиссий (DHT) до электрических двигателей для электрических мостов. Диапазон значений напряжения: 48–800 В, а возможный диапазон мощностей: от 15 до более чем 300 кВт. Старт массового производства запланирован на 2021 год.
Компания Schaeffler ликвидировала технологическое отставание в области производства статоров, путем приобретения Elmotec Statomat в конце 2018 года и сегодня полностью готова к серийному производству электродвигателей.
Как отмечается в пресс-релизе, всеобъемлющие знания в сфере механических компонентов, процессов производства и технологий намотки наравне с глубинным пониманием транспортных средств гарантируют малый срок разработки и обеспечивают беспрерывность процессов производства технологически сложных электрических двигателей.
«Понимание и освоение трансмиссий, электродвигателей и силовой электроники само по себе искусство, – считает доктор Йохен Шрёдер (Jochen Schröder), руководитель бизнес-подразделения электротранспорта компании Schaeffler. – Создание функционирующей системы и трансмиссии из этих компонентов – это другое. Мы эксперты в обеих областях».
Электрические двигатели для гибридных модулей P2 подчиняются специальным требованиям, поскольку их конструкция подразумевает работу при одинаковой скорости, как при работе двигателя внутреннего сгорания.
Минимальная длина оси и значительное свободное пространство внутри ротора, необходимое для интеграции системы сцепления и сброса, обеспечивают высокую плотность монтажа для такого применения. Благодаря однозубчатой намотке монтажное пространство может быть совсем небольшим. Доступны двигатели как на 48 В, так и высоковольтные двигатели с диапазоном мощности от 15 до 120 кВт.
Гибридный модуль спроектирован в виде сухой системы, статор охлаждается с помощью охлаждающего кожуха.
В системах с мокрым сцеплением используемое масло также может применяться для понижения температуры электрического двигателя, что обеспечивает лучшее рассеивание тепла, способствуя большей производительности на постоянном уровне.
Однако лучшим типом потерь мощности является такой тип потерь, который никогда не происходит, поэтому двигатели оптимизированы для обеспечения высокой эффективности работы в широком спектре различных сфер применения. В зависимости от среды проектирования то же самое касается и электрических двигателей в специальных гибридных приводах.
Такие трансмиссии обычно проектируются таким образом, чтобы предусмотреть больше монтажного пространства вдоль оси для установки электрических двигателей, которые вращаются быстрее. Обычно уровень их мощности составляет 80–140 кВт.
В зависимости от типа трансмиссии и режима работы силового агрегата такие двигатели работают вместе с двигателем внутреннего сгорания в качестве приводов или генераторов, а их параметры эффективности оптимизируются в зависимости от сферы использования.
В результате акустические свойства работы полностью электрических приводных модулей подключаемых гибридных автомобилей представляют собой важный фактор. Во многих случаях использование поставляемой обмотки является верным решением. В связи с этим компания Schaeffler разработала еще одно стандартное решение производства обмотки с помощью собственного производственного оборудования.
Методом, который вызывает вопросы, является использование стержней волновой обмотки, которые Elmotec Statomat постоянно совершенствует на своем предприятии в Карбене.
Для определенного применения была разработана тяговая машина с общей длиной по оси 137 мм, которая вырабатывает 125 кВт энергии и крутящий момент 310 Н·м.
Завершает портфолио ряд электрических двигателей для электрических мостов. Возможны диапазоны высокого напряжения 2 (400 В) и высокого напряжения 3 (800 В) выходной мощностью от 100 кВт до 300 кВт.
Если конструкция системы позволяет, конфигурация таких двигателей обеспечивает высокую максимальную скорость до 20 000 об/мин, что позволяет полностью использовать преимущества стержневой волновой обмотки. Большое количество канавок статора означает, что снижение температуры обеспечивается эффективным образом и создает вращающееся поле с низким числом гармоник.
Это дает два преимущества: высокую удельную плотность мощности и отличный уровень КПД.