빠른 답변EV 모터 샤프트 또는 로터 샤프트는 전기 자동차 구동 모터의 핵심 샤프트입니다. 이는 세 가지 면에서 표준 모터 샤프트와 다릅니다. 일반적으로 무게를 줄이고 냉각수가 보어를 통해 흐르도록 하기 위해 속이 비어 있습니다. 경화 합금강과 스플라인을 사용하여 높은 토크와 빠른 반전을 처리합니다. 그리고 EV 모터는 산업용 모터보다 훨씬 빠르게 회전하기 때문에 균형이 잡혀 있고 매우 엄격한 한계에 맞춰져 있습니다. 이러한 요구 사항으로 인해 로터 샤프트는 전체 드라이브 장치에서 가장 단단한 부품 중 하나가 됩니다.
EV 구동 모터는 산업용 모터보다 더 많은 샤프트를 필요로 합니다. 더 빠르게 회전합니다. 하루에 수천 번 토크를 역전시킵니다. 더워졌다가 추워졌다가 다시 더워집니다. 그리고 구매자는 범위를 절약하기 위해 가볍기를 원합니다. 그만큼로터 샤프트그 모든 것을 한꺼번에 만나야 해요. 이 가이드에서는 EV 로터 샤프트의 설계, 냉각 및 제작 방법과 샤프트 제조업체가 구축할 수 있는 사양을 작성하는 방법을 설명합니다.
표준모터 샤프트펌프나 팬은 일정한 속도와 일정한 부하로 작동합니다. EV 로터 샤프트는 그렇지 않습니다. 일반 샤프트에서는 결코 볼 수 없는 네 가지 요구 사항에 직면합니다.
첫째, 속도. EV 구동 모터는 주 모터보다 훨씬 빠르게 작동합니다. 높은 rpm은 작은 불균형을 큰 진동으로 증폭시킵니다. 둘째, 토크 반전입니다. 자동차가 회생을 통해 가속하거나 제동할 때마다 샤프트에 부하가 걸리고 부하가 해제됩니다. 피로를 유발합니다. 셋째, 열. 로터는 뜨거워지므로 샤프트는 그 열을 전달하거나 저항해야 합니다. 넷째, 무게. 샤프트의 모든 질량은 회전 질량이며 회전 질량 비용은 범위입니다.
로터 샤프트는 또한 로터와 고정자 사이의 공극을 설정합니다. 샤프트가 부족하면 회전하면서 간격이 변경됩니다. 이는 효율성을 저하시키고 소음을 추가합니다. 따라서 동심도는 여기서 좋은 점이 아닙니다. 이는 모터 성능의 핵심입니다.
대부분의 EV 구동 모터는중공 로터 샤프트단단한 것보다는. 중앙의 보어는 두 가지 분명한 이점을 제공합니다.
첫 번째 이득은 체중입니다. 코어를 제거하면 막대의 가장 큰 반경에서 질량이 제거됩니다. 이는 샤프트 중량과 회전 관성을 모두 낮춥니다. 관성이 낮다는 것은 모터가 더 빠르게 가속하고 속도를 높이거나 낮추는 데 에너지를 덜 낭비한다는 것을 의미합니다. 주행 주기 동안 이는 주행 거리에 도움이 됩니다.
두 번째 이득은 기능입니다. 구멍은 빈 공간이 아닙니다. 일부 레이아웃에서는 냉각 오일, 리졸버 와이어 또는 두 번째 동심 샤프트를 운반할 수 있습니다. 따라서 중공축은 한 부분에서 구조와 배관이라는 두 가지 작업을 수행합니다.
보어가 너무 크면 강성과 강도가 저하됩니다. 벽은 토크를 전달하고 굽힘에 저항할 수 있을 만큼 충분히 두꺼워야 합니다. 좋은 설계는 보어 직경을 재료가 허용하는 최대값이 아닌 토크에 맞게 조정합니다. Guanshuo는 내부 샤프트 직경이 3mm ~ 50mm이고 최대 130mm인 중공 샤프트를 가공하므로 벽이 작업에 맞춰질 수 있습니다.
높은 전력 밀도는 열을 발생시킵니다. 자석과 로터 코어는 모두 부하가 걸리면 가열됩니다. 열이 제거되지 않으면 자석이 약해지고 모터의 성능이 저하됩니다. 중공축은 냉각수를 로터 중앙으로 직접 운반하여 이 문제를 해결합니다.
일반적인 레이아웃에서는 오일이 한쪽 끝의 보어로 펌핑됩니다. 이는 샤프트 내부를 따라 흐르고 로터에서 열을 흡수하여 다른 쪽 끝으로 빠져나갑니다. 일부 설계에서는 작은 방사형 구멍을 통해 권선에 오일을 분사합니다. 이렇게 하면 공기 냉각이 따라올 수 없는 열이 있는 곳에 냉각수를 배치하게 됩니다.
이것이 작동하려면 보어가 깨끗하고 똑바르고 크기가 정확해야 합니다. 거칠거나 중심에서 벗어난 구멍은 흐름과 균형을 방해합니다. 이것이 바로 냉각된 로터 샤프트가 단지 천공된 구멍이 아닌 정밀 보어 작업인 이유입니다.
로터 샤프트는 전체 모터 토크와 모든 반전을 전달합니다. 이를 위해서는 경화에도 반응하는 피로 강도가 높은 강철이 필요합니다. 합금강이 여기로 연결됩니다.
| 재료 | EV 샤프트의 역할 |
|---|---|
| 4140 합금강 | 강하고, 힘들고, 좋은 피로 생활. 경화 로터 샤프트용 공통 베이스입니다. |
| 4340 합금강 | 가장 무거운 하중을 받는 샤프트에 대해 다시 한 번 더 높은 강도를 제공합니다. |
| 표면 경화 합금강 | 스플라인에 견고한 코어 위에 단단하고 내마모성 표면이 필요한 곳에 사용됩니다. |
그런 다음 열처리를 통해 특성을 조정합니다. 몸은 핵심 강도를 위해 담금질되고 단련됩니다. 베어링 저널과 스플라인은 유도 경화되는 경우가 많기 때문에 표면은 마모에 강하고 코어는 견고하게 유지됩니다. Guanshuo는 일반적인 샤프트에서 42~48HRC에 도달하고 이를 필요로 하는 표면에서는 더 높습니다. 경화는 금속을 움직이기 때문에 최종 연삭 전에 항상 발생합니다.
속도는 로터 샤프트를 제대로 만들기 어렵게 만드는 요소입니다. 1,500rpm에서는 무해할 정도의 작은 불균형이 EV 속도를 높이면 강력한 흔들림이 된다. 불균형으로 인한 힘은 속도의 제곱에 비례하여 증가합니다. 따라서 EV 샤프트는 산업용 샤프트보다 균형을 이루고 훨씬 더 단단하게 접지되어야 합니다.
세 가지 사양이 이를 제어합니다. 동적 균형은 질량을 중앙에 유지하므로 샤프트가 속도에서 흔들리지 않습니다. Guanshuo는 샤프트의 균형을 G0.1에서 G0.4 등급으로 조정합니다. 런아웃(TIR)은 모든 직경을 축에 맞게 유지합니다. Guanshuo는 TIR을 0.01mm로 유지하며 종종 0.005mm로 유지합니다. 저널의 표면 마감은 Ra≤0.4μm로 베어링의 조용함과 수명을 유지합니다.
이러한 사양에 따라 모터의 소음, 진동, 거칠기(NVH)가 결정됩니다. EV 캐빈은 조용하므로 모터의 소음이 쉽게 들립니다. 단단한 샤프트 사양은 구동 장치를 조용하게 유지하는 데 큰 부분을 차지합니다.
EV 로터 샤프트는 일반 키를 거의 사용하지 않습니다. 토크가 너무 높고 역회전이 너무 자주 발생합니다. 열쇠가 느슨해 질 것입니다. 대신 샤프트는 다음과 같이 끝납니다.운형자, 많은 접촉면에 걸쳐 하중을 공유하는 축 톱니 링입니다.
스플라인은 모터를 감속 기어박스에 연결합니다. 반전 시 최대 토크를 전달하기 때문에 스플라인 톱니는 피로에 매우 중요한 특징입니다. 정밀하게 절단된 다음 종종 경화되므로 자동차 수명이 다할 때까지 마모와 흠집이 발생하지 않습니다. 에이계단식그런 다음 본체는 샤프트를 따라 설정된 지점에 로터 스택, 베어링 및 씰을 찾습니다.
냉각되고 스플라인이 있는 중공 로터 샤프트는 제작하기가 더 복잡한 샤프트 중 하나입니다. 크게 두 가지 경로가 있습니다.
첫 번째 경로는 솔리드 바에서 샤프트를 가공한 다음 중심을 보링합니다. 이는 유연하며 다양하고 낮은 볼륨에 적합합니다. 두 번째 경로는 마찰 용접을 통해 형성된 두 개의 반쪽을 결합하여 기계 가공을 덜 하면서 속이 빈 형태를 만듭니다. Guanshuo는 스테인레스 스틸 샤프트에 마찰 용접을 사용하여 두 섹션을 하나의 강력한 부품으로 만듭니다.
어떤 경로를 사용하든 마무리 순서가 정확성을 보호합니다.
EV 샤프트 사양은 일반 샤프트 사양보다 더 많은 것이 필요합니다. 정확한 견적을 위해 제조업체에 이러한 포인트를 제공하십시오.
이 중 일부가 아직 열려 있으면 모터의 출력과 속도를 공유하십시오. EV 경험이 있는 샤프트 메이커는 합리적인 시작 사양을 제안하고 팀과 함께 개선할 수 있습니다.
