技术巡猎 比亚迪 铁芯、磁性组件、定子组件、直线电机、悬架结构和车辆---主要还是“主动悬架”的事情。
直线电机做悬架,可以把它理解成一根“可控的肌肉”,夹在车身和车轮之间。路面颠簸、车身侧倾,电机就推着叉臂和顶盖做相对运动,进而调节两者的相对位移,车身和车轮的距离按需要变化,车子就可以实现更稳定、更舒服的体验。但是问题是什么呢?这种“肌肉”的爆发并不是不可接受的事,可是反复工作容易出现疲劳。
主动悬架处理的是连续的碎振和姿态控制,线圈电流频繁变化,磁场频繁变化,铁芯内部就很容易冒出涡流---可以这么理解,铁芯里自己给自己发电,然后电就全变成热,热上来了,效率就下去了,持续输出能力就会被拖住,体验自然就开始“变钝”了。
你把主动悬架想成“跑长途的运动员”就容易理解了。短时间冲一下没啥,难的是连续输出不衰减。热量上来以后,电控就得限流,限流以后推力和可控阻尼就打折了,车主感知到的就是同样一段路,刚上车的时候很丝滑,开久了以后,它好像和普通悬架也差不多了。
如何降低涡流损耗在这里就成为一个课题了---本质上是在给系统留“热裕度”,软件就不用那么早进入保守模式。
传统抑制涡流的套路是这样的:叠硅钢片,用层间绝缘切碎涡流。这个做法很有效,但在这种直线电机定子里通常要沿轴向排很多铁芯,铁芯之间还得留出线圈的容置槽。硅钢片一片片叠、每片还要做对应结构,装配就会变得很折腾。
这份专利的方案就非常的“结构化”了。铁芯分成了轭部和齿部,齿部不再是一整圈连续的齿,它沿周向排了多个分体支撑件,相邻支撑件之间留出了第一间隙。第一间隙的意义,就是涡流的断路器---涡流最爱在周向形成闭合回路,把回路切开以后,大涡流就被打散成小涡流,损耗就下来了。装配路径上先把多个支撑件装到轭部上形成一个铁芯,再把多个铁芯沿安装孔轴向依次装到中心件上;线圈放在相邻铁芯之间的容置槽里。
能看出来它是在替量产工艺操心。
如何开缝也提到了,首先是在尺寸上非常克制:第一间隙既可以沿径向等宽(规整、好看),也可以沿径向渐宽(顺带利于散热)。这里专门解释了“推力密度”这个词---单位体积或单位质量下能给出多大推力。缝开大了,磁路等效磁阻上去了,推力密度就会被稀释。如果你觉得“只切齿部还不够”,它也给了升级版:轭部也可以做成多个弧形段,相邻弧形段之间形成第二间隙,同样用来削弱轭部的涡流损耗。弧形段数量给了2到12段的范围:段数多,缝就多,涡流更碎;可是段数过多,组装工作量就上来了。
不过分体结构真正的坑,其实在“装完之后”。相邻支撑件既要连得牢固,也要保证那条第一间隙的空间,专利的做法是卡接---相邻支撑件用第一卡接缺口/第一卡接凸起咬合,轭部和支撑件再用第二卡接缺口/第二卡接凸起连接;它提出了一个很“笨但有效”的几何约束---第一卡接凸起的高度做得大于第一卡接缺口的深度。卡进去后会有一部分露在外面,两块支撑件的表面就不会贴死,间隙自然留住了。
咋说呢,这专利看似比较“枯燥”,但主要是在做主动悬架的“长期主义”基础建设。涡流这种内部无用功掉下去了,才有资格谈高级体验。
这就是主动悬悬架未来的分水岭了。
