零百加速2.1秒、最高时速322km/h,特斯拉Model S Plaid凭借优异的性能吸睛无数。

 

受限于电机转速,即便是保时捷Taycan Turbo S,最高时速也仅停留在了260km/h。特斯拉Model S Plaid的秘诀在于三台高转电机采用了首创的碳纤维套筒转子,电机最高转速可达2万转。

 

突破“电动车极速不快”魔咒,碳纤维套避免转子膨胀变形

 

决定电动车极速的关键因素之一是电机的转速。电机转速越高,车辆的行驶速度就可以越快。但是转子的速度太快,可能会导致电动机的损毁。所以以往的电动车会给人高速之后后劲不够的感觉。

 

针对这一难点,特斯拉在转子外层加入了一个碳纤维套,构成了碳纤维套筒电机。碳纤维的作用有两个,一是能有效减少转子温度,转子温度很大一部分来自定子,碳纤维能有效减少热传导,可以减少磁钢退磁风险的同时减少高转速下的离心变形;第二个,增加转子磁通量,在同等输入电流下,电机转速增加、做功变大、效率提高。

首创碳纤维套筒电机!

特斯拉电机

加入碳纤维套筒之后,转子转速上升的同时,风险也在可控范围之内,电动机性能也就有了明显的性能提升。但使用碳纤维材质来束缚转子,从生产工艺上来讲要求非常高。

 

加工导致不合格概率>60%,碳纤维复合材料系“刀具杀手”?

碳纤维增强基复合材料简称CFRP,是复合材料领域的集大成之作,被誉为“21世纪的新材料之王”。

 

碳纤维复合材料与传统材料不同,碳纤维复合材料强度高、硬度高,属于难切削加工的材料。碳纤维的高硬度会加快刀具的磨损,降低其使用寿命,并且由于其具有各向异性、层间的强度较低,在切削加工的时候容易导致出现产品缺陷。据相关统计表明,由于切削加工过程中导致产品不合格的概率要占60%以上。

 

在碳纤维复合材料切削加工的过程中,经常出现的缺陷有以下三种:

孔出口缺陷:碳纤维制品在加工时最常见、最直观的缺陷之一,一般认为是撕裂和毛边两种

分层:在进行钻孔的过程中,钻削力和钻削热往往造成碳纤维复合材料出现分层现象

刀具磨损:碳纤维复合材料硬度大,与高速钢差不多,如果采用普通的高速钢钻头对其进行加工,大概钻3-4个孔就会变钝

 

文章来源:碳纤维人、复材网

原文始发于微信公众号(艾邦高分子):首创碳纤维套筒电机!

作者 li, meiyong

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