Horse Powertrain יוצר הנעה חשמלית עם פלדה אמורפית העולה על 98% יעילות אנרגטית
הנדסת הרכב העולמית רושמת התקדמות טכנית משמעותית עם הפיתוח של מערכת הנעה מחושמלת חדשה המתמקדת במקסום תפוקת האנרגיה. Horse Powertrain עיצב ציוד ראשון מסוגו העולה על רף היעילות של 98%, ומציב סטנדרט חדש לתעשיית הניידות דלת הפחמן.
המכונות תוכננו במיוחד עבור יישומי רכב היברידי וחשמלי, תוך שימוש בחומרים מתקדמים להפחתת הפסדים מגנטיים ותרמיים במהלך פעולה רציפה. כניסתה של טכנולוגיה זו משנה את דינמיקת הפיתוח של יצרניות רכב המבקשות להסתגל לתקנים סביבתיים מחמירים במספר שווקים גלובליים.
ההבדל המבני העיקרי של הפרויקט טמון בהחלפת פלדת סיליקון קונבנציונלית בפלדה אמורפית בהרכב הסטטור והרוטור. שינוי חומרי זה מאפשר אופטימיזציה עמוקה של הזרימה האלקטרומגנטית הפנימית, וכתוצאה מכך ניצול כמעט מוחלט של האנרגיה שמספקת הסוללות והימנעות מהפסולת הנפוצה במערכות מתיחה ישנות יותר.
ארכיטקטורה פיזית ומפרט טכני
הארכיטקטורה של הרכיב החדש מציגה מאפיינים תפעוליים ופיזיים מאוד ספציפיים עבור מגזר הרכבות הרכב, ומספקת הספק תפוקה מרבי שנקבע ל-140 קילוואט. בנוסף, המערכת מספקת מומנט מיידי של 360 ננומטר, הזמין מעמידה, מה שמבטיח תגובות מהירות למאיץ.
שינוי הגודל הפיזי של הציוד מייצג את אחת החוזקות הגדולות ביותר של ההנדסה המיושמת בפרויקט זה, בהשגת הפחתה של 50% בנפח ובמשקל הכולל של המכלול המכאני. כדי להגיע לרמת דחיסה זו, הפרויקט דורש שימוש ביריעות מתכת דקות במיוחד בעובי של 0.025 מילימטר בלבד.
תכונות אלקטרומגנטיות של החומר
הבחירה בפלדה אמורפית כחומר הגלם המרכזי עבור לוחות המנוע היא הגורם הקובע לזינוק ביעילות שנרשמה בבדיקות ספסל. בניגוד לפלדת הסיליקון המסורתית, בעלת מבנה גבישי מסודר, לחומר החדש יש ארגון אטומי לא מסודר, בדומה לזכוכית.
המאפיין הפיזי המוזר הזה מפחית באופן דרסטי את ההתנגדות למגנטיזציה מהירה ולדה-מגנטיזציה, תהליך המתרחש אלפי פעמים בשנייה בתוך ציוד מתיחה הפועל במלואו. הנזילות המגנטית שהושגה מייעלת את צריכת החשמל בכל טווחי מהירות המנוע.
כתוצאה ישירה מההרכב החדש הזה, היסטרזה מגנטית ואיבודי זרם מערבולת יורדים לרמות שיוריות. זה מונע מהחשמל מחבילת הסוללות להתבזבז בצורה של חום חסר תועלת, ומפנה את הכוח כמעט כולו לעבר הנעת הגלגלים.
התגברות במפעל ועיבוד שבבי מדויק
היישום של פלדה אמורפית בקנה מידה גדול תמיד התמודד עם קשיים טכניים הקשורים לעיבוד שלה וטיפול בקווי ייצור במפעל. החומר ידוע לשמצה שביר ורגיש ללחץ מכני במהלך תהליך החיתוך התעשייתי.
היסטורית, שבריריות זו הגבילה את השימוש ברכיב לשנאים חשמליים סטטיים קטנים ולציוד נייח, שבהם הרטט והלחץ הפיזי הם מינימליים. המעבר לתחום הרכב הצריך שיפוץ מלא של טכניקות הייצור.
הנדסת ייצור נאלצה לפתח שיטות הטבעה והרכבה חדשות כדי להבטיח את שלמותן של יריעות המתכת הדקות מאוד במהלך בניית הסטטור. הערימה של יריעות מיקרומטריות דורשת רמת דיוק חסרת תקדים במפעלי חלקי רכב.
התאמת מכונות תעשייתיות להתמודדות עם סובלנות מיקרוסקופית אלו מבלי לשבור את החומר מאפשרת ייצור המוני עבור מגזר הרכב העולמי התובעני. דומיננטיות ייצור זו מבטיחה שניתן לייצר את חומר ההנעה בנפח מספיק כדי לספק ליצרניות רכב גדולות.
שילוב בפלטפורמות רכב
הרבגוניות של המנוע החדש מאפשרת לשלב אותו הן בכלי רכב המונעים על ידי סוללות בלבד והן בהיברידיות פלאג-אין, תוך עמידה בדרישות השונות של שוק הצרכנים ובחקיקת התעבורה הנוכחית. בפלטפורמות היברידיות, שבהן המרחב הפיזי נתון במחלוקת אינטנסיבית על ידי בלוק הבעירה, מיכל הדלק וצוברי האנרגיה, חציית נפח המנוע החשמלי פותרת חידה הנדסית מורכבת. הירידה במשקל ובגודל מפנה מקום ברציף המכונית, ומאפשרת התקנת ערכות סוללות גדולות יותר או עיצוב מחדש של העיצוב הפנימי להגברת נוחות הנוסעים, מבלי לפגוע בביצועים הדינמיים של הרכב בכבישים מהירים.
מודולריות זו מקלה על עבודתם של יצרניות רכב המשתמשות בארכיטקטורות גמישות כדי לייצר גרסאות שונות של אותו דגם נוסעים או רכב מסחרי קל. ניתן לחבר את הציוד הקומפקטי ישירות לתמסורות קיימות או לפעול כיחידת הנעה עצמאית על סרנים אחוריים, וליצור מערכות הנעה לכל הגלגלים לפי דרישה עם כיול אלקטרוני קל במיוחד. עבור מכוניות חשמליות למהדרין, יעילות מעל 98% מתורגמת למתמטיקה פשוטה וישירה עבור הנהג, מספקת יותר קילומטרים שנסעו עם אותה כמות מטען מאוחסנת והורדת לחץ על ספקי תאים כימיים.
ניהול טמפרטורה ועמידות
בקרת טמפרטורת הפעלה היא אחד ההיבטים הקריטיים ביותר בהנדסת מתיחה בעלת ביצועים גבוהים, והאימוץ של פלדה אמורפית משנה לחלוטין את דינמיקת הפעולה הזו בתוך תא המנוע. במערכות הנעה מסורתיות, אובדן אנרגיה בצורת חום מצריך מערכות קירור נוזלי מורכבות שהן מסורבלות ומועדות לדליפות או תקלות משאבה לאורך שנים של שימוש מתמשך ברחוב. כשהיעילות מגיעה ל-98%, כמות האנרגיה המתפזרת כחום היא מינימלית, מה שמאפשר שימוש במעגלי קירור קטנים ופשוטים בהרבה, או אפילו מערכות המבוססות על החלפה תרמית פסיבית, בהתאם ליישום הספציפי ולמשקל הכולל של הרכב. פישוט מכאני זה לא רק מקצץ בעלויות הייצור בקווי הייצור של המפעל, אלא גם מגדיל את מדד האמינות לטווח ארוך של הרכב, ומפחית באופן דרסטי את הצורך בתחזוקה מונעת ומתקנת בבתי מלאכה מורשים. היעדר מתח תרמי קבוע משמר את שלמות המגנטים הקבועים הממוקמים ברוטור, תוך הימנעות מדה-מגנטיזציה מוקדמת המשפיעה לעיתים קרובות על ציוד הנתון למחזורי חימום וקירור יומיים חמורים. בדרך זו, המכלול המכני שומר על מפרט ההספק והמומנט המקורי שלו במשך מאות אלפי קילומטרים, ומבטיח שהביצועים הדינמיים לא יסבלו מהידרדרות ניכרת לאורך חייו השימושיים, גורם חיוני לעמידות המוצר הצרכני.
אוטונומיה מורחבת בכבישים מהירים
להגברת היעילות האנרגטית השפעה חיובית על הטווח הכולל של הרכב בתנאי שימוש יומיומיים בעולם האמיתי. השיפור בשימוש בחשמל מביא להגדלה משמעותית של המרחק שהנהג יכול לעבור לפני שהוא צריך לבצע עצירת חובה בתחנות טעינה מהירה.
הפחתת פליטות ותשתיות
בדגמים היברידיים, אופטימיזציה זו פירושה שמנוע הבעירה הפנימית יופעל בתדירות נמוכה בהרבה על ידי המערכות האלקטרוניות. מנוע הבנזין או הדיזל פועל רק במצבים בהם יש צורך קיצוני בכוח מניע או בנסיעות בין עירוניות ארוכות מאוד, בהן המצבר נגמר.
כתוצאה מכך, צריכת הדלק המאובנים צונחת בחדות, מלווה בירידה פרופורציונלית בפליטת גזים מזהמים וחלקיקים מזיקים. בטווח הארוך, ציים המצוידים בטכנולוגיה זו שואבים פחות אנרגיה מתשתית ציבורית, מה שמאפשר לרשת ההפצה לתמוך במספר רב יותר של מכוניות מחוברות בו-זמנית.
אסטרטגיית אספקה תעשייתית
טכנולוגיה זו זמינה בשוק באמצעות שותפויות עם יצרני ציוד מקורי, הממצבת את היזם כספק של פתרונות מלאים. ההיצע המסחרי נע בין החלק המבודד למערכות משולבות הכוללות ממירי תדרים ויחידות בקרה אלקטרוניות בעלות יכולת עיבוד גבוהה, המאפשרות אימוץ על ידי מותגים בגדלים שונים.
