Entwerfen eines elektrischer Transaxle-Motor Dabei werden Elektromotor, Getriebe, Differenzial (falls erforderlich) und Steuerelektronik in einer einzigen kompakten Einheit integriert. Dieses System wird häufig verwendet Elektrofahrzeuge (EVs), E-Scooter, Golfwagen und Industriemaschinen. Nachfolgend finden Sie eine strukturierte Anleitung zum Entwerfen eines elektrischer Transaxle-Motor.
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Komponente |
Funktion |
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Elektromotor |
Bietet Rotationsleistung (BLDC/PMSM bevorzugt). |
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Getriebe |
Passt Geschwindigkeit/Drehmoment an (Planeten-/Stirnradgetriebe üblich). |
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Differenzial |
Verteilt die Kraft auf die Räder (bei einigen Ausführungen optional). |
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Wohnen |
Umschließt und schützt Bauteile (Aluminium/Stahl). |
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Steuereinheit |
Verwaltet Motorgeschwindigkeit, Drehmoment und Effizienz (MCU/ECU). |
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Kühlsystem |
Verhindert Überhitzung (Flüssigkeits-/Luftkühlung). |
A. Motortypen
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Typ |
Vorteile |
Nachteile |
Am besten für |
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BLDC-Motor |
Hohe Effizienz, lange Lebensdauer |
Benötigt Controller |
Die meisten Elektrofahrzeuge sind E-Scooter |
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PMSM-Motor |
Überlegenes Drehmoment und Effizienz |
Teuer |
Hochleistungs-Elektrofahrzeuge |
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Induktionsmotor |
Robust, kostengünstig |
Weniger effizient |
Industrielle Anwendungen |
B. Wichtige Motorparameter
Leistung (kW) → Typischerweise 0,6 kW–200 kW (abhängig von der Fahrzeuggröße).
Spannung (V) → 48V–800V (höhere Spannung = besserer Wirkungsgrad).
Geschwindigkeit (RPM) → 3.000–15.000 U/min (untersetzt für Räder).
Drehmoment (Nm) → 50–500 Nm (abhängig von der Übersetzung).
A. Getriebetypen
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Typ |
Vorteile |
Nachteile |
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Planetengetriebe |
Kompakt, hohes Drehmoment |
Komplexe Fertigung |
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Schrägverzahnungen |
Leise, effizient |
Geringeres Drehmoment als Planetengetriebe |
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Stirnräder |
Einfach, günstig |
Laut, weniger langlebig |
B. Auswahl des Übersetzungsverhältnisses
Hohes Übersetzungsverhältnis (z. B. 10:1) → Mehr Drehmoment, niedrigere Geschwindigkeit (gut für schwere Fahrzeuge).
Niedriges Übersetzungsverhältnis (z. B. 5:1) → Höhere Geschwindigkeit, weniger Drehmoment (gut für leichte Elektrofahrzeuge).
C. Differenzielle Integration
Offenes Differential → Standard für die meisten Elektrofahrzeuge.
Sperrdifferenzial (LSD) → Bessere Traktion (Leistungs-Elektrofahrzeuge).
Kein Differential → Wird in Systemen mit Einzelradantrieb (E-Scooter) eingesetzt.
A. Kühlmethoden
Luftkühlung → Einfach, günstig (für Motoren mit geringer Leistung).
Flüssigkeitskühlung → Effizient, wird in Hochleistungs-Elektrofahrzeugen verwendet.
Kühlkörper und Lüfter → Passive/aktive Kühlung für Controller.
B. Gehäusematerial
Aluminium → Leicht, gute Wärmeableitung.
Stahl → Stärker, aber schwerer.
Verbundwerkstoffe → Aufkommender Trend (leicht und langlebig).
A. Motorsteuerung (ECU)
FOC (Feldorientierte Steuerung) → Am besten für BLDC/PMSM-Motoren.
PWM-Modulation → Passt Geschwindigkeit und Drehmoment effizient an.
Regeneratives Bremsen → Gewinnt beim Abbremsen Energie zurück.
B. Sensoren und Feedback
Encoder/Resolver → Präzise Motorpositionsverfolgung.
Temperatursensoren → Verhindert Überhitzung.
Drehmomentsensoren → Optimiert die Leistungsabgabe.
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Parameter |
E-Scooter |
Golfwagen |
Kommerzielles Elektrofahrzeug |
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Motortyp |
BLDC-Hub |
BLDC |
PMSM |
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Leistung (kW) |
1–5 kW |
5–15 kW |
50–200 kW |
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Spannung (V) |
48V–72V |
72V–144V |
400V–800V |
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Übersetzungsverhältnis |
5:1–8:1 |
10:1–15:1 |
8:1–12:1 |
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Kühlung |
Luft |
Luft/Flüssigkeit |
Flüssigkeit |
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Differenzial |
Keine |
Offene Diff |
LSD/E-Diff |
♦ Motor- und Getriebeintegration → Gewährleisten Sie eine präzise Ausrichtung.
♦ Gehäusebearbeitung → Verwenden Sie CNC für enge Toleranzen.
♦ Abdichtung → IP67+ für Wasserdichtigkeit (bei Verwendung im Freien).
♦ Tests → Drehmoment, Effizienz und Kühlung validieren.
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Herausforderung |
Lösung |
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Überhitzung |
Flüssigkeitskühlung + Wärmeleitpaste. |
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Getriebegeräusch |
Verwenden Sie Stirnrad-/Planetengetriebe. |
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Gewicht |
Aluminiumgehäuse + Verbundwerkstoffe. |
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Effizienzverlust |
Zahneingriff und Schmierung optimieren. |
Integrierte E-Achsen (Motor + Getriebe + Differenzial in einer Einheit).
SiC/GaN-Wechselrichter → Höhere Effizienz und Leistungsdichte.
3D-gedruckte Zahnräder → Leicht und anpassbar.
Die Konstruktion eines elektrischen Transaxle-Motors erfordert ein Auswuchten Motorauswahl, Übersetzungsverhältnis, Kühlung und Steuerelektronik. A BLDC/PMSM-Motor mit a Planetengetriebeist ideal für die meisten Anwendungen, während Flüssigkeitskühlung und fortschrittliche Steuerungsalgorithmen die Leistung verbessern.
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