오일 냉각에서 초전도까지 : 전기 자동차 모터의 기술 경로 분쟁을 살펴보십시오.

오일 냉각에서 초전도까지 : 전기 자동차 모터의 기술 경로 분쟁을 살펴보십시오.

I. 축 플럭스 영구 자석 모터

 알고있는-：

전통적인 방사형 플럭스 모터 (자기장이 로터 샤프트에 수직 인 경우)와 달리 축 플럭스 모터는 샤프트와 정렬 된 평행 자기장 방향을 특징으로합니다. 이 모터는 고정자 및 로터 구성 요소가 축 방향으로 쌓이는 디스크 모양의 구조를 사용합니다. 이 설계는 자기 회로 길이를 크게 줄이고 자기 꺼리는 손실을 감소 시키며 와인딩 충전 속도가 높아집니다.

핵심 우위 ：

전력 밀도 : 최대 5.8kW/kg (약 3.2kW/kg의 기존 모터와 비교) 크기가 30% 감소하여 소형 차량 응용 분야에 이상적입니다. 효율성 : 광범위한 속도 범위에서 효율성을 3% -5% 향상시킵니다. 특히 오프로드 차량 또는 고성능 자동차와 같은 고도로 시나리오에 적합합니다. 열 소산 : 이중 냉각 설계는 온도 상승을 15%감소시켜 고출력 출력을 지속합니다.

신청 사례 ：

Ferrari SF90 Stradale : YASA의 축 플럭스 모터를 사용하여 시스템 피크 전력은 최대 160kW이며 차량이 2.5 초 만에 0-100km/h에서 가속화 할 수 있습니다.

건틀릿을 버리십시오 ：

제조 비용 : 정밀 라미네이션 공정은 높은 것이 필요하며 대량 생산 비용은 기존 모터보다 20% ~ 30% 높습니다. 공급망 성숙도 : 몇몇 기업 (예 : Yasa, Magnax)만이 세계에서 대규모 생산 능력을 가지고 있습니다.

미래의 전망 :

2025 년 이후, 스탬핑 공정의 개선과 재료 비용의 감소 (예 : 비 지향적 실리콘 스틸의 적용과 같은), 축 플럭스 모터는 300,000 위안의 승용차 시장에 점차 침투 할 것으로 예상됩니다.

2. 허브 모터 분포 드라이브

알고있는-：

모터는 휠에 직접 통합되며 각 휠은 전자 제어를 통해 독립적으로 구동되므로 변속기 샤프트 및 차동과 같은 전통적인 기계 부품을 제거합니다.

핵심 우위 ：

공간 효율 : 섀시 공간이 해제되고 배터리 레이아웃 유연성이 40%증가합니다. 처리 성능 : 토크 벡터 제어 정확도는 ± 0.5 °에 도달하여 "탱크 스티어링"및 "게 모드"와 같은 특수 구동 기능을 지원합니다. 에너지 회복 효율 : 4 개의 독립적 인 휠은 운동 에너지를 회수하여 전체 범위를 8%에서 12%로 향상시킵니다.

신청 사례 ：

PROTEANDRIVE HUB MOTER : 영국의 도착 전기 상업용 차량에 사용되었으며 단일 모터 피크 전력은 75kW이며 총 시스템 질량은 36kg입니다.

건틀릿을 버리십시오 ：

스프링 질량 : 비-스프링 질량의 증가는 서스펜션 응답에 영향을 줄 수 있으며, 활성 서스펜션 시스템 (예 : CDC 연속 댐핑 제어)과 일치해야합니다. 밀봉 및 열 소산 : IP67 보호 및 오일 냉각 설계 비용이 증가하고 질량으로 생산하기가 어렵습니다.

미래의 전망 :

상업용 차량과 고급 여객 차량이 처음으로 적용되었으며, 제어 된 섀시 기술의 성숙도는 2025 년 이후 인기를 촉진 할 것입니다.

3. 3 세대 반도체 (SIC/GAN) 전기 구동 시스템

알고있는-：

실리콘 카바이드 (SIC) 및 질화 갈륨 (GAN) 재료는 고 분해 전기장과 높은 열전도율을 가지며, 이는 고주파, 고온 및 저 손실 전력 장치를 제조하는 데 사용할 수 있습니다.

핵심 우위 ：

효율성 개선 : SIC MOSFET 인버터는 실리콘 기반 IGBT에 비해 손실을 70% 감소시켜 97%를 초과하는 모터 시스템 효율을 달성합니다. 고전압 호환성 : 30% 충전 효율 향상 (예 : Porsche Taycan의 800V 아키텍처)을 갖춘 800V 플랫폼을 지원합니다. 경량 설계 : 열 소산 성분의 크기를 줄여 전기 구동 시스템의 총 질량을 15%줄입니다.

신청 사례 ：

TESLA 모델 3 : STMICROELECTRONICS SIC 모듈을 사용하면 범위가 6%증가합니다. BYD E-PLATFORM 3.0 : 모든 시리즈에는 SIC 전기 제어 기능이 장착되어 있으며 포괄적 인 작업 조건 효율은 89.7%에 도달합니다.

산업화 진행 :

중국은 완전한 SIC 산업 체인 (예 : San 'Altoelectronics 및 Tianyue Advanced와 같은)을 형성했으며, 국내 6 인치 SIC 웨이퍼 비용은 2024 년에 400 달러로 떨어질 것이며 침투율의 급격한 증가를 유발할 것입니다.

4. 비 계급 지구 영구 자석 재료

알고있는-：

페라이트 자기를 개선하거나 새로운 복합 자석 (예 : NDFEB + 페라이트)을 개발하여 희토류 원소에 대한 의존도를 줄입니다.

핵심 우위 ：

비용 우위 : 페라이트 자석 비용은 NDFEB 비용의 1/5 ~ 1/3에 불과합니다. 자원 보안 : 중국은 희토류 매장량의 37%를 차지하지만 국제 공급망의 위험에 직면합니다. 비 계급 지구 기술은 산업 체인의 탄력성을 향상시킬 수 있습니다. 고온 성능 : 일부 페라이트 재료는 150 ℃에서 5% 미만으로 해설 속도가있어 고온 환경에 적합합니다.

신청 사례 ：

GAC Jielang 하이브리드 전력 시스템 : 저비용 페라이트 모터가 채택되고 자기 에너지 제품은 45mgoe (저급 NDFEB 수준에 가까운)로 증가합니다. HITACHI Metals : "무거운 희토류 없음"NDFEB 자석이 개발되었으며 고온 저항은 50%향상됩니다.

건틀릿을 버리십시오 ：

자기 성능 병목 현상 : 페라이트 자기 에너지의 상한은 약 50mgoe로, 고급 차량의 수요를 충족시키기가 어렵습니다. 공정 복잡성 : 복합 자기 재료는 자기 회로 분포를 정확하게 제어해야하며 질량 생산의 수율을 개선해야합니다.

5. 지능형 제어 알고리즘 —— 다목적 실시간 최적화 제어

알고있는-：

MPC (Model Predictive Control) 및 디지털 트윈 기술을 기반으로, 모터 매개 변수는 서로 다른 작업 조건에 적응하도록 동적으로 조정됩니다.

핵심 우위 ：

에너지 소비 최적화 : 고속 크루즈 중에 약한 자기 제어는 철 손실을 줄이고 전반적인 에너지 효율을 5%향상시키는 데 사용됩니다. 열 관리 : 와인딩 온도는 실시간으로 예측되며 냉각 전략은 피크 전력의 지속 시간을 20%연장하도록 조정됩니다.

사례 :
NIO ET7 : 지능형 열 관리 시스템이 장착 된 모터의 지속적인 전력은 25%증가합니다. Huawei Drive One : AI 최적화 알고리즘을 채택하고 전기 드라이브 효율성 맵 다이어그램의 적용 속도는 92%에 도달합니다.

6. AI 중심 건강 관리

알고있는-：

머신 러닝은 결함 예측 및 수명 최적화를 실현하기 위해 진동 및 현재 신호를 분석하는 데 사용됩니다.

핵심 우위 ：

결함 경고 : LSTM 네트워크는 92%이상의 정확도로 베어링 결함을 예측하여 계획되지 않은 가동 중지 시간을 줄일 수 있습니다. 수명 연장 : PWM 전략의 동적 조정은 IGBT의 수명을 30%연장 할 수 있습니다.

사례 :

Tesla OTA 업그레이드 : 2023 년에 모터 제어 로직은 소프트웨어 업데이트를 통해 최적화되어 리콜 위험이 70%감소했습니다. Siemens Sidrive IQ : 산업용 자동차 건강 관리 시스템은 새로운 에너지 차량으로 마이그레이션되었습니다.

7. 글로벌 효율적인 열 관리 기술의 기술 원리 및 분류

이중 오일 냉각 기술

비용 증가 : 고정밀 오일 펌프 및 밀봉 설계가 필요하므로 시스템 비용이 8% -12% 증가했습니다. 유지 보수 복잡성 : 오일 회로 막힘 위험은 정기적 인 유지 보수가 필요하며 사용자 유지 보수 비용을 증가시킵니다. 연속 전력 향상 : 기존의 수냉식 기술과 비교하여 연속 출력 전력은 25% 증가합니다 (예 :이 기술이 장착 된 NIO ET7의 모터 피크 전력은 480kW에 이릅니다). 온도 제어 : 고정자 와인딩 온도 상승은 15-20 ° ° 감소하여보다 공격적인 제어 전략 (예 : 연속 방출 모드)을 가능하게합니다. 작동 원리 : 냉각 오일 채널은 모터의 고정자 권선 내부에 배열되며 오일 분무는 고정자와 로터의 동시 및 효율적인 열 소산을 위해 로터 샤프트에 적용됩니다.

위상 변화 재료 열 소산 기술

사이클 수명 제한 : 위상 변경 재료는 5,000 상 전환 후 열 저장 용량이 10% -15% 감소합니다. 저온 시작 챌린지 : 추운 환경에서의 재료 응고는 열 응답을 지연시킬 수 있습니다. 과도 열 충격 버퍼링 : 빠른 가속 또는 고 부하 작동 중 200kj/kg의 열을 흡수하여 온도 상승률이 40%감소합니다. 경량 설계 : 전통적인 방열판에 비해 무게를 30% 감소시킵니다 (예 : BMW IX 모터는 5.2kg 중량 감소를 달성합니다). 작업 원리 : 파라핀 기반 화합물 및 금속 유기 프레임 워크 (MOF)와 같은 위상 변경 물질은 모터 하우징 또는 고정자 슬롯에 내장되어 녹기 열 소산을 통한 열을 흡수합니다.

응용 프로그램 전망 ：

단기 (2025 년 이전) : 양면 오일 냉각 기술은 300,000 위안 (예 : Tesla Plaid 및 NIO ET9) 이상의 가격이 35%이상인 고성능 차량에서 널리 퍼질 것입니다. 장기 (2030) : 위상 변경 재료와 액체 냉각 솔루션의 조합은 시장을 지배 할 것이며, 특히 800V 고전압 플랫폼 모델의 현지 과열 문제를 해결합니다.

8. 다중 인원 전기 구동 시스템의 기술 원리

모터, 감속기, 인버터, DC/DC 컨버터, 온보드 충전기 (OBC), PDU (전력 분배 장치), VCU (차량 컨트롤러), BMS (배터리 관리 시스템) 및 기타 모듈은 고도로 통합되어 컴팩트 한 전기 드라이브 어셈블리를 형성합니다.

핵심 우위 ：

크기 및 중량 최적화 : BYD의 8-in-1 시스템은 전력 밀도가 2.5kW/kg에 도달하면서 부피의 40% 감소 및 20% 감소를 달성합니다. 효율 향상 : 단축 하네스 길이는 에너지 전송 손실을 3% 감소시켜 91%를 초과하는 전체 효율을 달성합니다 (Huawei Driveone 시스템에서 볼 수 있듯이). 비용 관리 : 모듈 식 생산량은 조립 시간을 50% 줄이면 제조 비용을 15% 줄입니다.

단점 : 유지 보수 난이도 : 교체를 위해 고도로 통합 된 결함 부품을 분해해야하며 유지 보수 비용은 30%증가합니다. 열 관리 도전 : 소형 레이아웃에서 로컬 핫스팟 온도는 8-10 ° 증가 할 수 있으므로 열 소산 설계를 강화해야합니다.

응용 프로그램 전망 ：

여객 차량 시장 : A 클래스 이상의 멀티 인-온 시스템의 침투율은 2025 년까지 60%를 초과하며 주로 BYD, Tesla 및 Geely가 주도합니다. 상업용 차량 적응 : 대형 트럭 필드의 공간 제한이 적기 때문에 홍보 속도가 느려집니다 (침투율은 2030 년까지 30%에 도달 할 것으로 예상됩니다).

9. 초전도 운동 기술의 기술 원리

저온에서 초전도 재료의 제로 저항 특성을 사용하여 고전류 밀도 코일은 전력 밀도 및 효율을 크게 향상시키기 위해 제조됩니다.

핵심 우위 ：

전력 밀도 도약 : MGB 초전도 코일은 20K (액체 질소 온도 범위)에서 200 nm/kg의 토크 밀도를 달성하여 전통적인 모터의 30 nm/kg을 능가합니다. 효율성 혁신 : 저항 손실이없는 이론적 효율은 99.5%에 이르고 실제 엔지니어링 목표는 98%입니다. 경량 디자인 : 동등한 전력 출력을 위해 기존 모터의 3 분의 1 만 무게를두면 비행 자동차와 같은 특수한 애플리케이션에 이상적입니다.

열등한 강도 또는 위치 ：

냉장 시스템은 복잡합니다. 액체 질소 순환 장치는 부피 (모터 시스템의 40%를 차지함)와 에너지 소비 (냉각 전력이 출력 전력의 5%를 차지함)를 증가시킵니다. 비용이 높습니다 : 초전도 재료 + 냉장 시스템의 비용은 기존 모터의 10 배 이상이므로 상용화하기가 어렵습니다.

응용 프로그램 전망 ：

단기 테스트 : Toyota는 2025 년에 초전도 모터가 장착 된 연료 전지 대형 트럭의 프로토 타입을 출시 할 계획 이며이 범위는 1000km로 증가 할 것입니다. 장기 잠재력 : 고온 초전도 물질 (예 : Yttrium barium vorts vistion)이 액체 질소 온도 구역 (77k)을 뚫고 나면 2035 년 이후 고급 승용차 시장에 진입 할 수 있습니다.

10 마그네틱 기어 복합 모터의 기술 원리

기계적 접촉이없는 가변 속도 전송은 자기장 변조의 원리에 의해 실현되며 모터 및 자기 기어는 통합됩니다.

핵심 우위 ：

전송 효율 향상 : 기어 마찰 손실을 제거하여 98.5% 기계적 효율을 달성합니다 (전통적인 감속기의 약 95%에 비해). 유지 보수가없는 설계 : 비접촉식 변속기는 윤활제 변화를 제거하여 수명주기 유지 보수 비용이 70%감소합니다. NVH 최적화 : 기어 메쉬 노이즈를 제거하고 내부 음압 레벨을 5dB (A)로 줄입니다.

열등한 강도 또는 위치 ：

토크 밀도 한계 : 현재 실험실 프로토 타입의 토크 밀도는 50nm/kg에 불과하며, 이는 경쟁력이 있으려면 80nm/kg으로 증가해야합니다. 제어 복잡성 : 새로운 자기장 방향 제어 알고리즘을 개발해야하며 소프트웨어 개발 비용은 200%증가합니다.

응용 프로그램 전망 ：

특정 시나리오의 획기적인 시나리오 : 2030 년 이전에는 고급 전기 자동차 (예 : Rolls-Royce Spectreation 모델과 같은)에 적용과 부드러움에 중점을 둔 고급 전기 자동차에 적용될 수 있습니다. 기술 교체 경로 : 영구 자석 재료 비용이 감소하면 자기 기어 기술이 점차 2 단 변속기를 대체 할 수 있습니다.

11. 재활용 가능한 모터 설계의 기술 원리

모듈 식 구조, 쉬운 분해 및 연결 공정 및 바이오 기반 재료를 통해 모터 구성 요소의 효율적인 회복 및 재사용을 달성 할 수 있습니다.

핵심 우위 ：

강화 된 희토류 회복 : 세그먼트 화 된 자석 디자인은 Neodymium Iron Boron (NDFEB) 회복을 60%에서 95% (BMW IX 모터 테스트 데이터에 따라)를 향상시킵니다. 탄소 발자국 감소 : 폴리 락트산과 같은 바이오 기반 단열재는 40% 수명주기 방출 감소를 달성합니다. 규제 준수 : 90% 이상의 모터 재활용 속도에 대한 EU의 새로운 배터리 지침 요구 사항을 충족하여 거래 장벽을 효과적으로 피합니다.

열등한 강도 또는 위치 ：

성능 손상 : 분리 가능한 구조는 고정자 강성을 10% 줄이고 고속 진동의 위험을 증가시킵니다. 비용 증가 : 모듈 식 설계는 제조 비용을 8%~ 12%증가시켜 스케일 효과로 희석해야합니다.

응용 프로그램 전망 ：

정책 중심 시장 : EU 및 중국과 같은 엄격한 규제가있는 지역은 2027 년까지 재활용 모터의 비율이 25%를 초과 할 것으로 예상됩니다. 재료 혁신 혁신 : 그래 핀 강화 바이오 기반 재료는 온도 저항 등급을 200 ℃로 향상시킬 것으로 예상됩니다.

요약 : 기술 상업화 경로 및 도전

기술적 장점 및 제한 상용화 타임 라인 : 전력 출력 안정성이 향상되어 모터 수명을 연장하는 풀 도메인 고효율 열 관리. 시스템 복잡성은 유지 보수 비용을 증가시킵니다. 2025 : 성숙한 (프리미엄 차량의 경우) 다중 인원 전기 드라이브 시스템은 비용 절감 및 효율성 개선을 위해 높은 통합을 달성합니다. 스케일링 열 관리 구현 (2023 침투 속도 40%)에도 불구하고 유지 보수 문제는 지속됩니다. 초전도 모터는 극도의 효율과 전력 밀도를 보여줍니다. 냉장 시스템은 번거롭고 엄청나게 비싸다. 2030+ (상업용 차량은 충전을 이끌고) : 자기 기어 복합 모터는 효율 혁신으로 침묵 유지 보수가없는 작동을 제공하지만 토크 밀도는 불충분하고 제어 시스템은 복잡하게 유지됩니다. 2035 (럭셔리 자동차 시장) : 재활용 가능한 모터 설계는 지속 가능한 자원 활용과 함께 환경 준수 표준을 충족합니다. 높은 초기 비용으로 인해 성능 타협이 발생합니다. 2026 (규제 대상 지역)