Choosing the right motor for your electric rickshaw fleet can be confusing. The "best" Технология на бумаге может быть не самой лучшей для вашего бизнеса, что приведет к дорогостоящим ошибкам.
Для большинства применений электрических рикш лучшим выбором является надежный и экономичный асинхронный двигатель. Хотя синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) обеспечивает более высокую эффективность, его преимущества часто сводятся на нет реальными условиями эксплуатации и экономическими реалиями рынка рикш.
Как завод, экспортирующий электромобили по всему миру, я постоянно обсуждаю этот вопрос с партнерами. Вокруг технологии PMSM много ажиотажа, потому что она доминирует в электромобилях и электронных велосипедах высокого класса. Легко предположить, что это лучший вариант для любого приложения. Однако электрический рикша не является высокопроизводительным автомобилем. Это рабочая лошадка. Его успех измеряется временем безотказной работы, надежностью и общей стоимостью владения. Выбранная вами технология двигателя должна в первую очередь служить этим целям. Давайте разберем практические инженерные различия с точки зрения завода.
Превосходят ли PMSM на бумаге, но есть ли у их преимуществ пределы?
Вы слышите, что за PMSM будущее, и беспокоитесь, что выбор асинхронного двигателя означает покупку устаревшей технологии. Это может поставить вас в невыгодное положение в конкурентной борьбе, если пострадают производительность и дальность действия.
Да, PMSM технически превосходят по эффективности и удельной мощности. Однако эти преимущества требуют высоковольтных систем и точной, дорогой электроники, которые часто непрактичны для чувствительных к затратам и суровых условий эксплуатации электрических рикш, что ограничивает их реальные преимущества.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) использует мощные редкоземельные магниты на своем роторе. Такая конструкция делает его невероятно эффективным и позволяет генерировать больший крутящий момент в меньшем и легком корпусе. Вот почему вы найдете их в электромобилях премиум-класса, где ключевым преимуществом является максимальное использование запаса хода на каждом последнем километре. На бумаге преимущества очевидны: более высокая эффективность означает больший запас хода, а более высокая плотность крутящего момента означает лучшее ускорение. Однако эти льготы сопровождаются строгими условиями. Чтобы добиться такой максимальной производительности, PMSM нуждается в сложном и дорогом контроллере, работающем со сложными алгоритмами, такими как Полеориентированное управление (FOC). Он также лучше всего работает в стабильных тепловых условиях и в системах с более высоким напряжением. Типичная обстановка в электрическом рикше — полная противоположность.
| Фактор | Идеальное состояние ПМСМ | Типичная реальность рикши |
|---|---|---|
| Системное напряжение | Высокий (300 В+) | Низкое (48–72 В) |
| Тип контроллера | Расширенный ФОК | Простой, надежный, дешевый |
| Температура | Стабильный, с жидкостным охлаждением | Горячий, с воздушным охлаждением, пыльный |
В мире рикш с низким напряжением, высокой температурой и высокой стоимостью PMSM часто не может реализовать свои теоретические преимущества в полной мере.
Как реальное использование влияет на выбор двигателя на рынке рикш?
Вам нужна рикша, которая работает весь день, каждый день, а не высокотехнологичное транспортное средство, требующее постоянного квалифицированного ухода. Ваш бизнес зависит от надежности, а не только от максимальной производительности.
Электрические рикши работают в суровых, пыльных условиях с частыми остановками, умеренными нагрузками и повышенным вниманием к бесперебойной работе. В таких условиях простота и доказанная надежность асинхронного двигателя часто перевешивают незначительный прирост эффективности более чувствительного СДПМ.
Давайте подумаем о жизни такси-рикши. Это не движение по гладкому шоссе. Он совершает поездки на короткие расстояния в плотном городском потоке, трогаясь с места и останавливаясь сотни раз в день. Он едет по неровным, грунтовым дорогам и поднимает пыль и влагу. Владелец не является энтузиастом электромобилей; они владельцы малого бизнеса, которым нужен автомобиль, чтобы зарабатывать деньги. Если он сломается, они потеряют дневной доход. Кроме того, доступ к техническим специалистам, которые могут диагностировать сложный электронный контроллер для PMSM, очень ограничен на многих наших ключевых рынках, от Перу до Филиппин. Рынок чрезвычайно чувствителен к ценам. Простой и надежный двигатель, понятный любой местной мастерской, гораздо более ценен, чем высокотехнологичный двигатель, который предлагает на 5% больший запас хода, но требует для ремонта специалиста и дорогих импортных запчастей. Время безотказной работы — самая важная характеристика, и надежная и простая конструкция асинхронного двигателя обеспечивает ее лучше, чем что-либо еще.
С системной точки зрения, обеспечивают ли асинхронные двигатели лучшую общую экономику?
Ваш бизнес должен приносить прибыль с первого дня. Сосредоточение внимания только на технических характеристиках автомобиля может отвлечь внимание от общей стоимости, ухудшить вашу прибыль и сделать ваш продукт неконкурентоспособным.
Да, с точки зрения общей системы, асинхронные двигатели обеспечивают гораздо лучшую экономику для рикш. Им не нужны дорогие редкоземельные магниты, и они работают с более простыми контроллерами, что снижает общую стоимость системы двигателя на 20-40%. Это решающее преимущество на чувствительных к ценам рынках.
Когда импортер принимает решение о спецификации, мы должны учитывать всю картину затрат, а не только один компонент. Именно здесь асинхронный двигатель строит непобедимый случай. Во-первых, стоимость сырья ниже и стабильнее. PMSM полагаются на редкоземельные магниты, цены на которые могут сильно колебаться в зависимости от геополитики. В асинхронных двигателях в роторах используется простая медь или алюминий. Во-вторых, контроллер намного дешевле. Асинхронный двигатель может очень хорошо работать с простым, серийным и надежным контроллером. Для работы PMSM требуется сложный и дорогой инвертор FOC. Если сложить стоимость двигателя и контроллера, индукционная система окажется значительно дешевле.
| Компонент | Система ПМСМ | Система асинхронного двигателя |
|---|---|---|
| Стоимость двигателя | Высокий (из-за редкоземельных магнитов) | Умеренный (используется медь/алюминий) |
| Стоимость контроллера | Высокий (требуется сложный инвертор FOC) | Низкий (работает с простым управлением V/F) |
| Общая стоимость системы | Базовая стоимость + 20-40% | Базовая стоимость |
Для оператора рикши Общая стоимость владения (TCO) это все. Значительная первоначальная экономия и меньший риск технического обслуживания системы с асинхронным двигателем делают ее явным экономическим победителем.
Заглядывая в будущее: будут ли PMSM доминировать, когда условия созреют?
Вы хотите подготовить свою линейку продуктов к будущему и не пропустить следующий большой сдвиг в технологиях. Вы знаете, что рынок постоянно меняется, и хотите быть готовым к тому, что будет дальше.
PMSM, вероятно, будут завоевывать позиции на рынке рикш по мере развития технологий и снижения затрат. Поскольку рынки требуют более высокой производительности и стандартизации, а усовершенствованные контроллеры становятся дешевле и надежнее, преимущества PMSM могут стать экономически выгодными.
Рынок не статичен, и мы, как фабрики, всегда ждем переломного момента. Доминирование асинхронных двигателей сегодня не означает, что они будут лидерами навсегда. Есть несколько тенденций, которые могут проложить путь для PMSM. Если стоимость редкоземельных магнитов стабилизируется или появятся новые магнитные технологии, ценовой разрыв сократится. Что еще более важно, по мере того, как силовая электроника следующего поколения, такая как чипы из карбида кремния (SiC), становится массовой, контроллеры FOC, необходимые для PMSM, станут дешевле, эффективнее и долговечнее. Возможно, мы впервые увидим внедрение PMSM в нишевых сегментах рикш премиум-класса на более развитых рынках, где клиенты готовы платить за более тихую езду и немного лучшую производительность. Поскольку правительства настаивают на более высоких стандартах эффективности по всем направлениям, PMSM может стать необходимой технологией. На данный момент асинхронный двигатель остается наиболее практичным и экономически рациональным выбором, но мы готовы изменить ситуацию, когда рыночные условия созреют.
Заключение
На современном рынке электрических рикш-такси более низкая стоимость, простота и высокая надежность асинхронного двигателя делают его более разумным выбором по сравнению с теоретически более эффективным, но сложным и дорогим PMSM.
