受限于電機轉(zhuǎn)速,即便是保時捷Taycan Turbo S,最高時速也僅停留在了260km/h。特斯拉Model S Plaid的秘訣在于三臺高轉(zhuǎn)電機采用了首創(chuàng)的碳纖維套筒轉(zhuǎn)子,電機最高轉(zhuǎn)速可達(dá)2萬轉(zhuǎn)。
突破“電動車極速不快”魔咒,碳纖維套避免轉(zhuǎn)子膨脹變形
決定電動車極速的關(guān)鍵因素之一是電機的轉(zhuǎn)速。電機轉(zhuǎn)速越高,車輛的行駛速度就可以越快。但是轉(zhuǎn)子的速度太快,可能會導(dǎo)致電動機的損毀。所以以往的電動車會給人高速之后后勁不夠的感覺。
針對這一難點,特斯拉在轉(zhuǎn)子外層加入了一個碳纖維套,構(gòu)成了碳纖維套筒電機。碳纖維的作用有兩個,一是能有效減少轉(zhuǎn)子溫度,轉(zhuǎn)子溫度很大一部分來自定子,碳纖維能有效減少熱傳導(dǎo),可以減少磁鋼退磁風(fēng)險的同時減少高轉(zhuǎn)速下的離心變形;第二個,增加轉(zhuǎn)子磁通量,在同等輸入電流下,電機轉(zhuǎn)速增加、做功變大、效率提高。
加入碳纖維套筒之后,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升的同時,風(fēng)險也在可控范圍之內(nèi),電動機性能也就有了明顯的性能提升。但使用碳纖維材質(zhì)來束縛轉(zhuǎn)子,從生產(chǎn)工藝上來講要求非常高。
加工導(dǎo)致不合格概率>60%,碳纖維復(fù)合材料系“刀具殺手”?
碳纖維增強基復(fù)合材料簡稱CFRP,是復(fù)合材料領(lǐng)域的集大成之作,被譽為“21世紀(jì)的新材料之王”。
碳纖維復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料不同,碳纖維復(fù)合材料強度高、硬度高,屬于難切削加工的材料。碳纖維的高硬度會加快刀具的磨損,降低其使用壽命,并且由于其具有各向異性、層間的強度較低,在切削加工的時候容易導(dǎo)致出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明,由于切削加工過程中導(dǎo)致產(chǎn)品不合格的概率要占60%以上。
在碳纖維復(fù)合材料切削加工的過程中,經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷有以下三種:
孔出口缺陷:碳纖維制品在加工時最常見、最直觀的缺陷之一,一般認(rèn)為是撕裂和毛邊兩種
分層:在進(jìn)行鉆孔的過程中,鉆削力和鉆削熱往往造成碳纖維復(fù)合材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象
刀具磨損:碳纖維復(fù)合材料硬度大,與高速鋼差不多,如果采用普通的高速鋼鉆頭對其進(jìn)行加工,大概鉆3-4個孔就會變鈍
文章來源:碳纖維人、復(fù)材網(wǎng)
原文始發(fā)于微信公眾號(艾邦高分子):首創(chuàng)碳纖維套筒電機!