HET电动机极大地提高了功率、扭矩和效率,减轻了重量和复杂性
——翻译的电机的术语很可能不准确,请参考原文甄别阅读。
Linear Labs公司宣布了电动机设计的重大创新:扭矩提升2到5倍、功率提升3倍、效率提高20%、动力系统简化、无需齿轮箱(图片来源:Linear Labs)Linear Labs是一家总部位于德克萨斯州的创业公司,目前已经筹集了450万美元的种子资金,用于开发和商业化一种卓越的电动机技术。共同创业的父子团队声称该设计可以大大减小电动动力系统的尺寸和复杂性,同时还可以显着提高效率,并使扭矩输出加倍。
电动汽车在某些方面的性能令人惊叹,在启动加速测试中,通常他们会轻而易举地超越那些造价昂贵许多倍的高性能内燃机汽车。但是,为了获得小直径,易于安装的电机中获得这种巨大的启动扭矩,大多数都使用变速箱。并不是像您使用的普通内燃机汽车那样的多速变速箱,而是单速减速箱,旨在让电机以高效率的转速旋转,但同时车轮旋转速度却较慢。
这些减速变速箱十分笨重、复杂且价格昂贵——而且很可能是不必要的。该创业团队声称,他们发明的这种新型电动机,能够从根本上简化电动动力系统,同时提供高效率、扭矩、动力,并延长续航里程。
Linear Labs公司今年4月完成了一轮种子融资[1],获得450万美元用于开发其关键知识产权:Hunstable电动涡轮(Hunstable Electric Turbine, HET)。Hunstable是其两位创始人的姓氏,首席执行官Brad和CTO他的父亲Fred。
Linear Labs公司预计2020年首先在踏板车中推出HET电机,随后将于2021年推出汽车原型(图片来源:Linear Labs)HET是一种三维、环绕磁通、外部永磁电动机,具有一些有趣的特性。基本款的HET,使用四个转子,通常其他电机仅有一个或两个转子。定子完全封装在四面「磁力扭矩隧道」中,每一侧具有相同的极性,确保所有磁场都与运动方向一致,并且铜质线圈上没有未使用的端部浪费能量。系统产生的所有磁力因此用于产生运动,并且定子的所有四个侧面都提供扭矩输出。
定子完全封装在一个四面“磁力矩形隧道”中,每一个面都有相同的极性,确保所有磁场都与运动方向一致(图片来源:Linear Labs)它还以独特的方式实现了磁场弱化。弱磁用于在已经以全电压运行时增加电机转数,通常通过在相反方向注入额外电流来实现。注入电流来降低速度增加了电动机转矩,但同时降低了电动机的效率。而HET的磁场弱化是通过不对称旋转其一个或全部磁性端板来实现磁场削弱,这意味着该电机可以构建额外的速度但不会降低效率。实际上,在更高的速度下整体效率会提升。
大多数电动机在低速时会受到扭矩脉冲或齿槽效应的影响,这可能使电动汽车以不稳定的方式启动,HET能够在定子周围产生重叠的动力脉冲,以便在低速时获得巨大、平稳的扭矩,然后在电机速度增加时通过将磁极组合在一起来改变其运行模式。这几乎就像一个电子变速器,模拟六相、三相、两相或单相设计,并允许电机在不改变其频率、电压或电流水平的情况下提高速度。
定子被封装在“磁力扭矩隧道”中(图片来源:Linear Labs)Linear Labs公司表示,基于上述设计的电机,其转矩密度至少提升两至五倍,功率密度至少提升三倍,针对同尺寸的永磁电机总输出至少提升到两倍。
它还消除了使用DC/DC变换器和齿轮箱的需求,显着降低了车辆总成本和重量,该公司表示,不同速度下电机的固有效率,以及通过减少组件实现的重量减轻,可以在给定电池组的情况下,续航里程增加10-20%。
该点击的制造成本不比传统的电机高,也不需要任何专门的工具——如果需要,它可以在不使用稀土金属的情况下制造。冷却也不是问题,至少是定子,铜线圈可以使用液体冷却。
显然,这些都将是巨大的创新。Linear Labs公司同时引用外部专家的评论,这些颠覆性的创意与实际商业化之间还存在着漫长的道路。该公司表示,它计划明年在踏板车上安装这种电机,并在2021年推出汽车原型。该公司认为,在多旋翼飞行器、飞行汽车、风力发电以及高压交流系统中,这种电机的潜力更大。
值得注意的是,该公司正在将其技术与「当前市场领先的高性能永磁体电机进行比较时——说明上述数字可能不是为特斯拉Model 3设计的、并已在Model S上使用的[2]、高度隐秘的新型「永磁增强型同步磁阻电机」[3]。Tesla将其一个电机安装在Model S的前部,并在后部安装另一组常规感应电机,其中一组电机针对功率和扭矩进行了优化,另一组针对效率和续航进行了优化,在正常驾驶中,汽车可以提升10%的续航里程,令人印象深刻[2]。
因此,尽管Linear Labs已经取得了一些了不起的测试结果,并且筹集资金以进一步发展,但仍然有待观察它在实践中的运作方式。我们希望这家小公司能够实现HET技术的商业化。
下面是Hunstable电动涡轮的视频,敬请观赏。
HET electric motor massively boosts power, torque and efficiency, reduces weight and complexity
Loz BlainLoz Blain | August 9th, 2019
https://newatlas.com/linear-labs-hunstable-electric-motor/60974/
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Linear Labs Closes $4.5 Million Seed Round to Fund Commercialization of New Electric Motor Technology, https://www.prnewswire.com/news-releases/linear-labs-closes-4-5-million-seed-round-to-fund-commercialization-of-new-electric-motor-technology-300818574.html ↩
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Motor technology from Model 3 helps Tesla boost Model S range 10%, https://arstechnica.com/cars/2019/04/motor-technology-from-model-3-helps-tesla-boost-model-s-range-10/ ↩ ↩
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Tesla Model 3 Motor — Everything I’ve Been Able To Learn About It (Welcome To The Machine), https://cleantechnica.com/2018/03/11/tesla-model-3-motor-in-depth/ ↩