蘭博基尼 ·混動的秘密：軸向磁通電機(jī)的NVH挑戰(zhàn)與5個措施

1. 蘭博基尼Temerario：混合動力超級跑車的巔峰之作

2. 為什么選擇YASA？

3. 軸向磁通驅(qū)動的關(guān)鍵NVH問題

4. YASA緩解NVH問題的法寶

4.1 抑制軸向磁通電機(jī)NVH的4種手段(知識星球發(fā)布)

• 4.1.1 雙轉(zhuǎn)子斜交

• 4.1.2 磁鐵形狀的側(cè)斜交

• 4.1.3 通過磁極靴調(diào)整消除諧波

• 4.1.4 SMC極靴齒形偏移(Tooth Skew)設(shè)計(jì)

4.2 軸向磁通NVH抑制的大招：HCI(知識星球發(fā)布)

• 4.2.1 諧波電流注入(HCI)(知識星球發(fā)布)

• 4.2.2 為什么HCI在軸向磁通電機(jī)NVH中抑制效果顯著？(知識星球發(fā)布)

• 4.2.3 HCI在軸向磁通的效性如何？(知識星球發(fā)布)

5. 總結(jié)

|SysPro備注：本篇節(jié)選，相關(guān)技術(shù)資料在知識星球中發(fā)布(點(diǎn)擊"閱讀原文")

蘭博基尼Temerario：混合動力超級跑車的巔峰之作

蘭博基尼Temerario，被譽(yù)為下一代混合動力超級跑車的巔峰之作。這款融合了極致性能與尖端科技的混合動力超級跑車，具備驚人的動力配置和卓越的性能表現(xiàn)。

Temerario搭載了一臺雙渦輪增壓V8混合動力發(fā)動機(jī)，立方容量高達(dá)3,995毫升，這臺發(fā)動機(jī)不僅擁有澎湃的動力，還結(jié)合了混合技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了動力與效率的完美平衡。在性能方面，Temerario最大功率為920HP(676 kW)，最大扭矩730Nm，且在4,000–7,000 rpm的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能保持這一峰值扭矩輸出，這為駕駛者提供了持續(xù)而強(qiáng)勁的動力支持。在加速性能上，Temerari的0–100km/h的加速時間僅需2.7s，最高速度超過了340km/h。

這一成就的背后，是YASA與蘭博基尼工程團(tuán)隊(duì)之間的密切合作。他們共同為Temerario及其高轉(zhuǎn)速V8內(nèi)燃機(jī)(ICE)設(shè)計(jì)、開發(fā)和優(yōu)化了電力驅(qū)動系統(tǒng)。

【內(nèi)燃機(jī)】這款8缸發(fā)動機(jī)擁有4升的排量，并在V型結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置了兩個渦輪增壓器，采用干式油底殼以確保在持續(xù)高G力環(huán)境下的潤滑，同時配備了平面曲軸，這是蘭博基尼此配置中的一項(xiàng)新穎設(shè)計(jì)。動力方面，最終可以輸出790HP，轉(zhuǎn)速范圍9000至9750rpm之間。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，蘭博基尼致力于減輕內(nèi)部組件的重量，采用了諸如鈦合金連桿等元件，并且整個氣門開啟系統(tǒng)均源自賽車發(fā)動機(jī)。

【軸向磁通電機(jī)】Temerario的前電動車橋上集成了兩個YASA軸向磁通電機(jī)，提供300 Nm的峰值扭矩和110 kW的峰值功率，而每個電動機(jī)的重量僅為17.3kg，直徑為295mm，厚度僅為70mm，最大速度可達(dá)10,000 rpm。此外，Temerario還配備了后橋上的第三個YASA軸向磁通電機(jī)，確保了卓越的性能和非凡的駕駛動態(tài)。

圖片來源：YASA

為什么選擇YASA？

• 極短的軸向長度：在60-75mm之間，這一緊湊的設(shè)計(jì)使得其在空間受限的場合中具有顯著優(yōu)勢，便于集成和安裝
• 極低的鐵含量：該電機(jī)的鐵含量典型值減少了80%以上。這一特點(diǎn)不僅減輕了電機(jī)的重量，還提高了其效率，使得電機(jī)在運(yùn)行時能耗更低，性能更優(yōu)
• 邊緣繞組線圈設(shè)計(jì)：YASA軸向磁通電機(jī)采用邊緣繞組線圈，這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)秀的冷卻效果。增強(qiáng)了電機(jī)在運(yùn)行過程中的散熱性能，確保了電機(jī)在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，提高了整體可靠性
• 高速軸向盤片與定子力平衡：該電機(jī)具備高速性能，同時其定子力得到了平衡。這使得電機(jī)在運(yùn)行時更加平穩(wěn)，減少了振動和噪音，動力輸出更為高效，提升了駕駛或使用的舒適性

圖片來源：YASA

深入解析YASA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)其是高效能與輕量化的結(jié)合。YASA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有極短的軸向長度（60-75毫米）、極低的鐵含量（減少80%以上）、邊緣繞組線圈實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀冷卻效果，以及高速軸向盤片與平衡定子力等關(guān)鍵特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使得YASA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于電動汽車、無人機(jī)、機(jī)器人技術(shù)等對體積和重量有較高要求的領(lǐng)域。在電動汽車中，YASA電機(jī)可以幫助實(shí)現(xiàn)更為緊湊和高效的驅(qū)動系統(tǒng)，從而提升汽車的整體性能。

軸向磁通驅(qū)動的關(guān)鍵NVH問題

然而，隨著電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，NVH問題變得越來越重要。NVH問題不僅影響車輛的性能和舒適性，還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞和零件疲勞。在電動汽車領(lǐng)域，由于電動驅(qū)動系統(tǒng)的獨(dú)特性，NVH問題變得更加突出。因此，理解和解決這些振動和噪聲問題對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和用戶體驗(yàn)至關(guān)重要。

那么，在軸向磁通電機(jī)中NVH問題如何產(chǎn)生的呢？

結(jié)合上面我們的介紹，可以感知到，NVH問題主要源于以下幾種機(jī)制：

• 軸向力波動（Axial force ripple）：軸向磁通電機(jī)在運(yùn)行過程中，由于磁場的不均勻分布或轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙變化，可能會產(chǎn)生軸向力波動。這種波動會導(dǎo)致電機(jī)部件之間的相互作用力發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)振動和噪聲。

• 扭矩波動（Torque ripple）：扭矩波動是電機(jī)輸出扭矩的不均勻性，它同樣源于磁場的不均勻分布或電機(jī)設(shè)計(jì)的固有特性。扭矩波動不僅會導(dǎo)致電機(jī)的振動，還可能影響電機(jī)的性能和效率。

• 轉(zhuǎn)子振動（Rotor vibration）：在軸向磁通電機(jī)中，轉(zhuǎn)子振動往往是一個關(guān)鍵問題。由于轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)和可能的不平衡，它會產(chǎn)生較大的離心應(yīng)力力，進(jìn)而導(dǎo)致振動和噪聲。| SysPro備注：這一點(diǎn)與徑向機(jī)器中常見的定子振動不同，轉(zhuǎn)子振動在軸向磁通電機(jī)中更為顯著

那么，面對上述的諸多問題，有哪些有效的技術(shù)手段可以使用呢？

圖片來源：YASA

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下面我們一起來看看：YASA是如何緩解軸向磁通電機(jī)出現(xiàn)的NVH問題的？

在3中我們了解到：由于磁場的不均勻性帶來了軸向力波動、扭矩波動，雖然4.1中提到的一系列磁性解決方案在一定程度上有所幫助，但對于高端電動汽車領(lǐng)域而言，其效果尚顯不足......

以上是對關(guān)于蘭博基尼·軸向磁通電機(jī)技術(shù)方案深度解析(節(jié)選)，完整版內(nèi)容，以及更多技術(shù)報告、設(shè)計(jì)規(guī)格書、2D/3D數(shù)據(jù)在知識星球「SysPro系統(tǒng)工程智庫」的 "新能源最新技術(shù)資訊(方案資訊、對標(biāo)報告)" 專欄發(fā)布，歡迎查閱、學(xué)習(xí)，希望有所幫助!

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