Per què el vehicle d'energia nova Xiaomi su7 utilitza cables plans esmaltats?

Per què filferro pla?

La demanda de components magnètics d'alta-potència en vehicles d'energia nova, 5G i emmagatzematge d'energia fotovoltaica ha augmentat ràpidament, impulsant la demanda de cables esmaltats plans i micro-plans.

 

El filferro esmaltat rodó té una taxa d'ompliment-de ranura baixa després de l'enrotllament. En altres paraules, la utilització de l'espai després de l'enrotllament és baixa, la qual cosa limita molt l'eficiència dels dispositius elèctrics corresponents. En general, després d'enrotllar el cable esmaltat rodó a plena càrrega, la seva -rata d'ompliment de la ranura és d'aproximadament78%. Això fa que sigui difícil complir amb els requisits de la tecnologia moderna per a components plans, lleugers, de baix-potència-consum i d'alt-rendiment.

 

Per fer front a aquesta limitació, es va desenvolupar un cable esmaltat pla - que millora la utilització de l'espai i permet una densitat de potència més gran en dissenys de motors compactes.

 

La transició del cable rodó al pla és un dels passos evolutius més significatius en el disseny del motor elèctric durant les últimes dues dècades. A mesura que els fabricants de NEV impulsen un abast més llarg, una càrrega més ràpida i vehicles més lleugers, cada gram de coure i cada centímetre cúbic d'espai de la ranura de l'estator esdevé crític. La tecnologia de cable pla aborda directament aquestes limitacions maximitzant la proporció de la secció transversal de coure conductor -a l'àrea total de la ranura - una mètrica coneguda com afactor d'ompliment de la ranura.

 

Què és el filferro esmaltat pla?

El filferro esmaltat pla és un filferro enrotllat fet de-vareta de coure lliure d'oxigen o vareta d'alumini de grau elèctric-, estirat, extruït o enrotllat a través d'una matriu d'una determinada especificació i després recobert amb pintura aïllant diverses vegades. A diferència dels cables rodons tradicionals, la secció transversal-del conductor és rectangular en lloc de circular, la qual cosa permet que els cables s'apilin de manera ajustada amb espais mínims entre fils-.

 

Especificacions típiques

• Gruix:0,025 mm – 2 mm
• Amplada:generalment inferior a 5 mm
• Relació d'amplada-a-gruix:2:1 a 50:1
• Material conductor:Coure-sense oxigen (OFHC), alumini de grau-elèctric o alumini-revestit de coure
• Aïllament:Recobriment d'esmalt multi-capes (basat en polièster, poliesterimida, poliamideimida o poliimida-)
• Classe tèrmica:Normalment de classe 180 (H) a classe 220 (C+), adequat per a un funcionament continu de fins a 220 graus

 

Classificació per relació entre l'amplada-a-gruix

Els cables esmaltats plans es classifiquen més en funció de la seva relació d'aspecte:

Categoria	Relació d'amplada-a-gruix	Ús típic
Filferro pla	2:1 – 8:1	Motors d'ús general{0}, transformadors
Petit filferro pla	8:1 – 20:1	Motors d'accionament NEV, equips de precisió
Micro-filferro pla	20:1 – 50:1	Bobinats d'alta-densitat, inductors 5G, electrònica en miniatura

 

 

Filferro rodó vs filferro pla: una comparació detallada

La diferència fonamental entre el filferro esmaltat rodó i el pla rau en la seva geometria de la secció transversal{0}. Quan els cables rodons estan empaquetats en una ranura de l'estator, les formes circulars deixen inherentment espais intersticials entre els cables adjacents - normalment consumeixen entre el 20 i el 40% de l'àrea de la ranura com a espai perdut. Els cables plans, en canvi, es poden apilar com maons amb espais entre filferros gairebé -zero-, augmentant dràsticament la proporció de conductor útil.

 

Fil rodó

Secció transversal-circular. Els cables es toquen en punts únics, deixant espais importants entre ells. L'ompliment de la ranura normalment entre un 40 i un 55% (enrotllament real), fins a un ~78% en càlculs idealitzats de càrrega completa-.

 

Filferro pla

Secció transversal-rectangular. Els cables s'apilen cara a cara--amb espais mínims. L'ompliment de les ranures normalment entre un 60 i un 78% més en dissenys de motors NEV-del món real, amb màxims teòrics que superen el 90%.

 

Paràmetre	Fil rodó	Filferro pla
Forma de-secció transversal	Circular	Rectangular
Factor d'ompliment de la ranura (típic)	40 – 55%	60 – 78%+
Aprofitament de l'espai	Baix (espais-entre cables)	Alt (apilament ajustat)
Densitat de potència	Limitat	Significativament més alt
Conductivitat tèrmica	Moderat (contacte puntual)	Superior (contacte facial → millor dissipació de calor)
Resistència CA (a alta freqüència)	Menor penalització de l'efecte de la pell	Majors pèrdues de corrents de Foucault en dimensió gruixuda
Mètode de bobinatge	Ferida aleatòria / concentrada	Forquilla / forquilla contínua / enrotllament ondulat
Complexitat de fabricació	Procés senzill i madur	Eines complexes, es requereix una flexió de precisió
Final{0}}longitud de l'enrotllament	Més llarg (enrotllament aleatori)	Més curt, més compacte
Cost (per kg de coure)	Abaix	15 – 30% més
Dificultat de reparació/rebobinat	Més fàcil	Difícil (sovint requereix la substitució completa de l'estator)
Adopció típica del motor NEV	Models antics/de pressupost	Plataformes NEV principals (2020+)

 

Per què és important als motors d'accionament NEV

 

El motor d'accionament és el cor d'un vehicle d'energia nova. Durant el funcionament, els cables electromagnètics de l'interior del motor han de suportar altes tensions, altes temperatures i altes taxes de canvi de voltatge-(dV/dt). Aquestes condicions són molt més extremes que les dels motors industrials tradicionals:

 

• Tensió:Bus de 400 V o 800 V CC (en comparació amb . 380V CA en motors industrials)
• Freqüència de commutació:Commutat d'inversor SiC/GaN de 10 a 20 kHz (en comparació amb la xarxa . 50/60 Hz)
• Temperatura màxima:150-180 graus continus, fins a 220 graus transitoris (vs.<100°C typical industrial)
• Objectiu de densitat de potència:5–20 kW/kg (en comparació amb. 1–3 kW/kg per a motors industrials)
• Interval de velocitat:0-20,000+ rpm (en comparació amb {. 1,500-3.000 rpm industrial)

 

Si els cables electromagnètics i els materials d'aïllament no poden suportar aquestes condicions, es descompondran fàcilment i reduiran la vida útil del motor. Actualment, a causa dels processos senzills i de les pel·lícules de pintura d'una-capa, molts productes del mercat tenen poca resistència a la corona i una baixa resistència als-xocs tèrmics - que afecta directament la vida útil del motor d'accionament.

 

Avantatges clau de rendiment del cable pla als motors NEV

 

1. Major densitat de potència

En augmentar el factor d'ompliment de la ranura d'un ~ 45% (filferro rodó) a ~ 70% + (filferro pla), el motor pot transportar un 30-50% més de corrent en el mateix volum de l'estator. Això es tradueix directament en un parell màxim màxim i una potència de sortida - o, de manera equivalent, es pot aconseguir la mateixa potència en un motor més petit i lleuger. L'estalvi de pes del 10 al 20% és habitual quan es converteix un disseny de motor de-filferro rodó a un cable pla.

 

2. Millora de l'eficiència

Una secció transversal de coure més alta-redueix la resistència del bobinat (R), la qual cosa redueix les pèrdues resistives (I²R). A més, els enrotllaments més curts-de les configuracions de forquilla redueixen la longitud de coure "inactiva" - la part del cable que només aporta resistència però no parell. Combinats, aquests efectes solen millorar l'eficiència del motor0,5-2 punts percentuals, que és important quan l'eficiència de referència ja és del 94-96%.

 

3. Gestió Tèrmica Superior

En un enrotllament de cable rodó-, la calor s'ha de transferir a través de contactes puntuals entre cables - un camí tèrmic d'alta-resistència. En bobinatges de filferro pla-, la calor es transfereix a través de zones de contacte amples-a-cara, millorant dràsticament la conductivitat tèrmica. Això permet que el motor mantingui una potència contínua més alta sense superar els límits de temperatura d'aïllament i permet un refredament més eficaç mitjançant camises d'aigua de l'estator o sistemes de polvorització d'oli.

 

4. Reducció del consum de coure

Els bobinatges d'extrem-més curts i una eficiència d'ompliment més alta fan que es necessita menys coure total per obtenir el mateix rendiment electromagnètic. Els estalvis de coure del 10 al 20% són habituals, la qual cosa redueix tant el cost del material com el pes del motor - un doble avantatge per a les aplicacions NEV on cada quilogram és important per a l'autonomia.

 

5. Millor NVH (soroll, vibració, duresa)

El disseny rígid i estructurat dels enrotllaments de forquilla és menys propens a vibrar sota les forces electromagnètiques que els enrotllaments{0}}de filferro rodó poc empaquetats. Això contribueix a un funcionament més silenciós del motor -, un diferenciador cada cop més important, ja que els NEV competeixen pel refinament de la cabina.

 

6. Fabricació automatitzada d'alt-volum

Els processos de bobinat de forquilla (formació de filferro, inserció, soldadura) són inherentment més automatitzables que l'enrotllament aleatori de filferro rodó. Això permet una qualitat constant en volums de producció de centenars de milers d'unitats per any, amb un contingut de mà d'obra reduït per motor.

 

Per exemple, l'últim vehicle d'energia nova de Xiaomi Su7. Adopta el millor disseny de bobinat de filferro pla de tipus pin-de la indústria, i les ranures de pols de l'estator i del rotor de 54 ranures i 6 pols coincideixen. La taxa completa de la ranura es va disparar fins al 77% i la taxa de pèrdua de ferro es va reduir significativament en un 25%, donant lloc a un augment del 0,3% de l'eficiència global del motor.

 

El cable esmaltat produït per GNEE s'utilitza àmpliament en vehicles d'energia nova, electrònica de consum, energia neta, components electrònics, energia elèctrica i accionament i altres camps. Som un proveïdor de filferro esmaltat a gran-escala amb una qualitat de producte excel·lent a la indústria.Benvingut a contactar amb nosaltres!