Devido às características técnicas dos motores de fluxo axial — como estrutura compacta, plana e ultrafina, tamanho reduzido, peso leve e alta densidade de potência —, muitos desenvolvedores têm se empenhado em aprimorar essa tecnologia na última década, tornando-a gradualmente adequada para novos cenários de aplicação, como motocicletas elétricas, cápsulas de aeroporto, caminhões de carga, veículos elétricos e até mesmo aeronaves elétricas.
O projeto de um novo motor de fluxo axial normalmente melhora a densidade de torque em mais de 30% em comparação com o projeto de um motor de fluxo radial tradicional.
Os principais focos de pesquisa (ou seja, tendências técnicas) para esse tipo de motor no campo dos veículos elétricos são: aumentar a eficiência, reduzir custos, promover a integração de sistemas e melhorar o desempenho em termos de ruído, vibração e dureza (NVH).
A inovação da tecnologia dos motores de fluxo axial reside principalmente no projeto estrutural e já superou, em grande parte, as principais barreiras tecnológicas relacionadas ao gerenciamento térmico, aos materiais avançados e aos processos de produção em série.
Desafios enfrentados pela tecnologia de fluxo axial
Embora os motores de fluxo axial apresentem vantagens técnicas, após anos de pesquisa técnica, a indústria dominou o princípio de funcionamento dos novos motores de fluxo axial e, basicamente, alcançou avanços nas principais tecnologias relacionadas à configuração e ao projeto estrutural, ao projeto de desempenho eletromagnético, ao projeto de desempenho térmico, à calibração e ao desenvolvimento de estratégias de controle.
A aplicação generalizada levará algum tempo até que seja possível implementá-la em grande escala, e é preciso superar uma série de desafios técnicos relacionados ao projeto e à produção.
1. Equipamentos de fabricação ainda em fase inicial de desenvolvimento
Devido à falta de acúmulo de pesquisas, o setor possui um conhecimento limitado sobre os métodos de fabricação de motores de fluxo axial; os equipamentos de fabricação não são fáceis de obter e a cadeia industrial ainda não está totalmente desenvolvida.
2. Altos requisitos de precisão na fabricação
Os motores axiais devem manter um entreferro uniforme entre o rotor e o estator, pois a força magnética é muito maior do que a dos motores de fluxo radial.
Considerando que também é difícil ajustar a folga de ar durante a fabricação do motor, é necessário controlar com precisão as tolerâncias de fabricação dos componentes-chave.
3. Dificuldades no gerenciamento térmico e no projeto térmico
O motor de fluxo axial adota uma estrutura em sanduíche. O estator intermediário do motor de fluxo axial de rotor duplo e o rotor intermediário do motor de fluxo axial de estator duplo apresentam dificuldade para dissipar o calor. Além disso, devido às características de alta potência específica do motor de fluxo axial, a capacidade térmica também é muito pequena, o que leva a problemas de aquecimento extremamente graves.
É necessário adotar novos métodos de dissipação de calor, como resfriamento por imersão em óleo, resfriamento composto por óleo e água, resfriamento por nitrogênio líquido e resfriamento por material de mudança de fase, além de projetar estruturas de resfriamento e vedação extremamente complexas.
4. Materiais e processos complexos geram custos elevados
No caso dos motores de fluxo radial, o custo dos ímãs, do aço ao silício, do cobre e das peças estruturais, bem como o custo do processo de produção em massa, já foram reconhecidos pelo setor.
No entanto, o setor não possui conhecimento suficiente sobre os novos materiais e processos utilizados no novo motor de fluxo axial. Embora seja possível reduzir os custos com investimento em P&D, o baixo grau de maturidade da industrialização, o alto custo e a grande incerteza quanto aos custos são os maiores obstáculos à produção em massa do novo motor de fluxo axial.
Aplicado a supercarros de ponta
Por exemplo, os supercarros suecos Koenigsegg Regera e Hongqi S9 são equipados com três motores fornecidos pela YASA MOTORS, dos quais dois motores YASA 750 estão localizados nos eixos esquerdo e direito do eixo traseiro para acionar diretamente as rodas, e o outro motor YA-SA 400 está localizado na parte dianteira do motor e conectado ao virabrequim para complementar a potência do motor.
Em 22 de julho de 2021, a Mercedes-Benz anunciou oficialmente seu novo plano estratégico de eletrificação.
De acordo com o plano, a Mercedes-Benz lançará três novas arquiteturas de veículos totalmente elétricos em 2025. A Mercedes-Benz abrangerá todos os automóveis de passageiros de médio e grande porte e estabelecerá um sistema modular escalável como espinha dorsal do futuro portfólio de produtos elétricos. Será uma plataforma dedicada a veículos elétricos de alto desempenho, oferecendo soluções para os modelos Mercedes-AMG voltados para tecnologia e desempenho.
A VAN.EA oferece suporte para vans elétricas e veículos comerciais leves.
Ao mesmo tempo, a Mercedes-Benz anunciou a aquisição da YASA, uma empresa especializada em tecnologia de propulsão elétrica de última geração. A YASA tornou-se uma subsidiária integral da Mercedes-Benz e fornecerá motores elétricos para a plataforma totalmente elétrica da Mercedes-Benz, buscando redefinir o desempenho de direção do futuro com motores elétricos de maior densidade de potência e torque contínuo. Isso certamente levará a pesquisa sobre a nova tecnologia de motores de fluxo axial para acionamentos elétricos automotivos a um novo patamar.
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Na Brogen, estamos empenhados em oferecer soluções personalizadas Soluções para veículos elétricos. Apoiamos essas iniciativas com novas tecnologias para ajudar as empresas de veículos elétricos a prosperar e promover a sustentabilidade ambiental. A Brogen oferece uma solução líder no setor Solução de motorização elétrica para veículos comerciais.
Estabelecemos alianças estratégicas com os principais participantes do setor de veículos movidos a energia renovável, incluindo motor elétrico e fabricantes de controladores, produtores de baterias e fornecedores de estações de recarga. Também colaboramos com fornecedores de componentes essenciais, tais como Bateria de carro elétrico, motor de veículo elétrico (motor PMSM), controlador de motor, OBC + DCDC + PDU, motor de fluxo axial, BMS, sistemas de ar condicionado, compressores de ar e sistemas de direção hidráulica.
Já fornecemos soluções de motorização elétrica de alta qualidade para mais de 100 clientes em mais de 20 países.
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