位于美国德克萨斯州的初创公司Linear Labs开发全新电机技术。该公司声称,其设计可以大幅简化电机结构和尺寸,同时显著提升效率,将扭矩提高一倍,并增加续航里程。
比起价格贵几倍的高性能燃油发动机汽车,电动汽车在全速短跑测试中的表现通常要更优异。但是,为了打造启动扭矩大、直径小、易封装的电机,很多情况下,需要配备单速变速箱,以实现高扭矩低速运行。这些变速箱很重,而且结构复杂、价格昂贵。
Linear Labs团队声称,他们发明的新型电机,不需要使用变速箱,从根本上简化电力传动系统。这款电机名为Hunstable电力涡轮机(HET),Hunstable是该公司两位创始人的姓氏。
HET是一种外置三维永磁环向磁通电机。首先,它靠四个转子运行,其他电机一般只要一个或两个转子。定子被完全封装在“磁扭矩隧道”四面体中,各个面具有相同的极性,保证所有磁场都在运动方向上,以充分利用铜线圈端部能量。这样,系统所产生的磁性都用来产生运动,定子四面都可以提供输出扭矩。
该电机还以独特的方式实现场弱化。全电压运行时,削弱磁场可以减少场通量,提高电机转速,通常这是靠单独注入反方向电流实现的。但是,这种方式以牺牲电机转矩来换取速度,导致电机效率降低。HET通过旋转一或两个磁端板,达到磁场减弱的目的,可以在不损害电机效率的前提下,有效提升速度。
在慢速行驶状态下,大多数汽车电机会受到转矩脉动或接头影响。HET电动机能够在定子周围产生重叠功率脉冲,形成大而平滑的低速扭矩。然后,随着电机速度的增加整合电极,改变工作模式。这类似于电路传输,模拟六相、三相、两相或单相设计,在不改变频率、电压或电流水平的情况下,提高电机速度。
据Linear Labs介绍,比起其他相同大小的永磁式电机,HET电机能够产生2到5倍的扭矩密度,至少3倍的功率密度,总输出至少能达到两倍。而且,不需要DC/DC 转换器和变速箱,显著减少车辆总成本和重量。对既定电池组来说,可使其增加10 - 20%的续航里程。
与传统电机设计相比,这款电机的制造成本并不高,也不需要任何专用工具。如果必要的话,甚至可以不使用稀土金属制造。因为可以在铜线圈内进行液体冷却,该电机很容易冷却,至少定子是这样。目前,这款电机还在研发阶段。该公司表示,希望明年将该发动机应用于滑板车原型,2021年应用于汽车原型。
