최근 메르세데스-벤츠는 순수 전기 컨셉카 비전 원-일레븐(Vision One-Eleven)을 출시했다. 이 컨셉카의 가장 큰 의미는 메르세데스-벤츠의 미래 전동화에 중요한 부분인 축류 모터라는 새로운 기술을 세상에 보여주는 것입니다. 최근 메르세데스-벤츠는 순수 전기 콘셉트카 비전 원-일레븐(Vision One-Eleven)을 출시했다. 이 컨셉카의 가장 큰 의미는 메르세데스-벤츠의 미래 전동화에 중요한 부분인 축류 모터라는 새로운 기술을 세상에 보여주는 것입니다.
메르세데스-벤츠가 사용하는 축류 모터는 영국의 이런 모터 전문 기업인 야사(YASA) 제품으로, 메르세데스-벤츠가 2021년 7월 인수할 예정이다.
실제로 1821년에 패러데이는 세계 최초의 디스크 모터를 발명했는데, 이는 실제로 축방향 자속 모터였지만 재료와 기술의 제한이 있었습니다. 대신 나중에 발명된 방사형 자속 모터(Radial Flux Motor)가 널리 사용되었는데, 즉 현재 대부분의 전기 자동차에 사용되는 모터는 방사형 자속 모터이다.
Old Fa는 오늘 축방향 자속 모터가 무대에 등장하는 것을 보고 기뻐할 것입니다.
왼쪽: 방사형 자속; 오른쪽: 축방향 자속
축 방향, 방사형은 자속의 방향을 나타냅니다. 방사상 자속은 모터 축에서 분기되고 모터 축에 수직이며 디스크 직경에 평행하고 방사형인 모터 권선에 의해 생성된 자속의 방향입니다. 축방향 자속은 권선에 의해 생성된 자속의 방향을 나타냅니다. 모터 축과 평행하며 축 방향입니다.
YASA 축방향 자속 모터
축방향 자속 모터의 핵심 장점은 회전자의 직경이 더 크고 고정자 내부가 아닌 고정자를 따라 회전한다는 것입니다. 토크는 힘과 반경을 곱한 것과 같습니다. 축 자속 모터는 동일한 힘으로 더 많은 토크를 달성할 수 있습니다.
축방향 자속 모터가 더 효율적입니다.
동일한 양의 영구 자석과 권선 재료의 경우 축 자속 모터는 기존 방사형 모터에 비해 30%의 토크 밀도 이점을 제공할 수 있습니다. 또한 YASA 모터 토폴로지는 고정자 요크를 제거하여 고정자 질량을 최대 80%까지 줄입니다. 이는 30% 이상의 전력 밀도 이점과 5%의 범위 이점을 제공하는 혁신입니다.
높은 성능에는 높은 비용과 높은 난이도가 수반됩니다. 따라서 현재 축방향 자속 모터의 적용 분야는 경주용 자동차와 고성능 자동차로, 높은 부피와 무게가 필요하지만 비용에 민감하지 않습니다. 예를 들어 메르세데스-벤츠가 YASA를 인수했을 때 원래 의도는 AMG 모델에 사용하려고 애플리케이션을 구현하는 것이었습니다.
페라리 SF90
SF90에는 전면 2개, 후면 1개 총 3개의 YASA 모터가 장착되어 있습니다.
메르세데스-벤츠에 인수되기 전, 지난 10년간 YASA의 가장 잘 알려진 협력 사례는 페라리 플러그인 하이브리드 플래그십 SF90으로, 3개의 YASA 모터(이 중 2개는 프론트 액슬에 위치함)를 탑재했으며, 다른 하나는 V8 엔진과 기어박스 사이의 P2 위치에 있습니다. , 엔진과 기어박스 사이에 모터를 배치하는 P2 방식은 다양한 응용 분야에 사용되는 YASA 모터에 가장 적합한 방식이기도 합니다.
미래의 목표는 더 작고 효율적으로 만드는 것입니다. 모터 측면에서 보면 이것이 바로 축방향 자속 모터의 장점입니다. 많은 측면이 아직 연구 및 정복 단계에 있지만 축방향 자속 모터는 미래에 대중화될 새로운 솔루션이어야 합니다.
"YASA" 기술은 많은 장점을 가지고 있습니다. YASA 회사가 이를 고밀도 모터의 핵심 기술로 선택한 것처럼 말입니다. "로마는 하루아침에 이루어지지 않았습니다. 사실 YASA 기술은 기술 진화의 산물이며 진화 경로는 대략 세 단계로 나눌 수 있습니다.
세대제품은 축방향 자기장 모터의 전통적인 RSR 구조로 전체적으로 요크가 있는 구조이며, 고정자 권선이 톱니에 수직으로 감겨져 있습니다. 이 구조 뒤에는 규소 강판의 "권취" 공정이 사용됩니다. 2세대 제품에서는 고정자 요크의 크기를 최소한으로 압축하고 각 치형의 연결 구조로만 사용됩니다. 권선 이다 치아에 평평하게 감겨 있습니다. 이 구조의 개발은 SMC 고정자 결합 공정의 성숙도에 따라 달라집니다. SMC 소재의 등방성 투자율 덕분에 실리콘 강판 스탬핑 공정의 제약을 해소하고 가장 적합한 3차원 고정자 구조를 설계할 수 있어 공간 활용률이 크게 향상되었습니다. 3세대 제품, 즉 'YASA' 구조는 '요크'를 완전히 없애고 모터의 토크 밀도를 극대화했다. 마찬가지로 이 구조의 개발은 구조\프로세스 뒤에 있어야 합니다. 기술 혁신의 산물인 이 프로세스의 핵심 문제는 "분할된 고정자 치형을 어떻게 전체로 통합할 것인가"입니다. 이것이 다음에 논의할 핵심 기술이다.
High Mag Technology(ShenZhen)Ltd에서 생산한 SMC(Sofe 자기 복합재) 분할 고정자 및 전체
오늘날 YASA가 제조하는 모터는 동급 성능 중 가장 작고 가볍습니다. 이 모터는 동급 모터 유형에 비해 더 적은 재료를 사용하여 더 높은 토크와 전력 밀도를 생성합니다.
YASA 모터의 토폴로지는 고정자 요크를 제거하여 고정자 철의 무게를 최대 80%까지 줄입니다. 이는 YASA 모터의 출력 밀도가 비샤프트 모터의 출력 밀도의 2-3배임을 의미합니다. YASA 축방향 자속 방식은 기존 전기모터에 비해 구리, 철, 영구자석 등의 재료를 적게 사용하여 재료비를 대폭 절감하고 보다 친환경적인 제품을 제공합니다.
비전원일레븐이 초반에 등장했던 장면입니다.
