万博Ansys stellt Studierenden auf dem Weg zum Erfolg die Simulationssoftware kostenlos zur Verfügung。
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万博ANSYS的博客
2021年5月11日
Bimotal Elevate是一款可拆卸、轻便的电动自行车马达,安装在自行车的盘式制动器上。
你所有的山地自行车朋友都在买电动自行车,即使你也在考虑加入他们,但你有一个问题:你太喜欢你现在的自行车了,不想把它换掉。你的自行车有合适的重量和感觉,你们一起经历了很多。现有的电动自行车或改装套件都没有完美的功能组合。
幸运的是,Bimotal的Elevate便携式电机组件将很快上市。设计使用万博Ansys Motor-CAD仿真软件获得的一部分万博Ansys启动程序Elevate是一款轻便的设备,可以在几秒钟内安装,只需使用您当前自行车后轮制动转子上的一个快速连接凸轮杆。车把上的油门控制装置可以让你决定什么时候打开马达,让动力快速爆发,帮助你爬上前面的山。而且,如果你正在准备一个多岩石的下坡跑,想要减少非弹簧的重量,你可以很容易地断开它,把它放在你的背包里。
Toby Ricco, bimortal创始人兼首席执行官
Elevate是Bimotal创始人兼首席执行官托比·里科(Toby Ricco)和“马达专家”(这是他的官方头衔)查德·弗雷(Chad Furey)的创意,后者是一名专注于马达设计的电气工程师,几年前曾在特斯拉合作过。同样是Ricco和Furey的前同事Jason Roesslein和Matt Rounds于2020年夏天加入了该团队。2018年,里科在一次滑雪事故中摔伤了膝盖,他担心自己可能无法再享受山地自行车的乐趣,因为他的膝盖缺乏推上山的力量。
里科说:“我开始寻找全电动自行车和电动自行车改装系统,发现两者都非常笨重、昂贵和笨重。”“我想要一种方法,把一个马达放在自行车上,它非常轻,而且我可以上下。所以这个系统和公司就这样诞生了。”
膝盖需要很长时间才能痊愈,这给了Ricco以一种新的方式看待电动自行车设计的空间。
里科说:“每天晚上下班后,我带着受伤的膝盖盯着我的自行车看一个小时。“我想,‘一定有更好的办法。’这种情况持续了好几个月,我一直在找。”
作为参考,典型的中驱电动自行车的电机位于曲轴前的底部支架上,也就是踏板所在的位置。对于大多数速度(任何高于5英里或8英里每小时的速度),电机的齿轮下降到用户踩踏板的节奏,然后通过自行车链条和安装在后轮轮毂上的齿轮向上齿轮。因此,电机以较低的总电机与车轮齿轮比运行,这需要更多的电机扭矩,并且在相同的功率下固有的效率较低或较重。其他常见的电动自行车是由轮毂电机驱动的,它将扭矩直接传递到车轮上,通常有限制或没有齿轮减速,这再次导致在给定的扭矩和车轮效率下,电机更重。
Bimotal公司表示,Elevate的电机和电池可以在20秒内拆卸。
“我一直在想,‘我怎样才能给车轮带来扭矩?’”里科说。“最终我意识到:刹车需要很大的扭矩。当时电动自行车领域还不存在驱动车轮的电动变速箱,尽管每辆电动汽车都是这么做的。”
在确定了基本理念后,挑战在于如何简化它。在Ricco的想法中,它必须是这么简单:将Elevate电机固定在制动柱支架上,然后开始骑行。
随着Elevate马达的想法确立,Bimotal于2019年7月成立了公司,真正的工作开始了。Ricco致力于电机底座设计、快速连接系统和通过自行车制动转子驱动的传动装置,而Furey则忙于模拟电池驱动电机的各个方面,以使Elevate系统最轻、最安静、最高效,并具有尽可能高的功率密度。
Bimotal使用motor - cad中的热模型来了解电机在各种操作条件下的温升。
作为一家资金很少的初创公司,设计和工程必须尽可能地节省成本。“当你开始环顾仿真软件,问Ansys是否为创业公司提供更好的交易时,你很快就会了解Ansys创业计划,”Furey说。万博“我们很高兴能够以如此低的价格使用Ansys软件。”万博
很快,Furey使用了他自己的,完善的过程,使用MATLAB和他编写的自定义脚本,一次自动评估数万到100,000个设计,然后使用Ansys Motor-CAD对最佳候选进行评估。万博这么多的型号很快就堆起来了,只是对设计做了一些调整。
“我想确定磁铁应该这么大还是这么大,转子应该这么大还是这么大?”弗瑞说。“你有10个磁铁变化,10个转子变化和10个热变化,很快你就有1000个迭代。所以在电机设计中,有100个参数需要调整,迭代次数就会激增。”
使用这种强力方法,Furey可以快速评估所有这些组合的基本可行性,然后使用Motor-CAD仔细研究10或15个最可行的候选。
“我完善了优秀的候选人,并使用Motor-CAD来确保一切都很顺利,”Furey说。
他在motor - cad中使用热模型,很好地感受了电机在各种运行条件下的温升。该软件生成效率图,可以帮助他确定驱动轮廓和电机设计中关键点的损失。电机cad也有助于决定使用表面永磁体或内部永磁体。
“在Motor-CAD中,这些都是非常简单的事情,”Furey说。“我可以进行实验,看看‘嘿,我能把扭矩密度提高吗?’”
Ricco设计了一种最小的凸轮杠杆连接器系统,具有1000牛顿的夹紧力,以确保Elevate包在粗糙的骑行中保持在自行车上。你可以看到连接电机是多么容易在这里.
最后,尽管Elevate马达是一个可以单手握住的小系统,但还是有很多工程要做。“这是一个整个系统优化的挑战,”Ricco说。“我们到底想要多少权力?”一辆自行车需要多少钱?然后,基本上,我们需要多少热量来排斥或者我们可以排斥?我们能把散热器做多小?我们能把马达做得多小,同时还能有这么强大的系统?”
Motor-CAD在回答所有这些问题和更多问题时发挥了作用。由此产生的Elevate电机仅重2磅,可产生高达750瓦的功率。在Ansys仿真的帮助下,他们忠实万博于自己的座右铭,帮助人们“继续骑你喜欢的自行车”。Bimotal将于2021年第二季度开始交付Elevate,之后他们将专注于微型电动动力总成设计自行车、滑板车和其他形式的最后一英里交通工具。
Ricco表示:“我们的使命是减少无车出行的障碍,我们正在成为汽车、变速箱、电池和电子产品专家。”在Ansys工具的帮助下,电机和变速箱的优化速度更快、效率更高。”万博
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我们在这里回答你的问题,期待与你交谈。我们Ansys销售团队的一名成员万博将很快与您联系。