最近，我们向几位行业专家询问了他们在电动汽车(ev)、踏板车、电动自行车和自动地面车辆(agv)的设计和使用方面看到的趋势。以下是这些专家的观点。
与专家会面
Ian Blasch |高级总监-业务发展•Jabil
James Gallant |运营总监•ISL Products International Ltd.
Jarod Garbe |汽车行业板块经理•Festo
克里斯·戈特利布|董事-驱动和控制•科尔摩根
劳伦斯·林|电动汽车电池业务发展经理•费斯托
Robert Luchars |业务发展副总裁•ECM PCB定子技术
马特·莫里|产品经理-干林直线轴承•igus公司
Biren Patel |业务发展经理-移动解决方案•maxon
布鲁斯·罗斯|首席应用工程师•CUI Inc
Dave Schellenberger |经理-汽车产品业务部(美洲)•Microchip Technology
梅野义孝|全球市场经理-医疗与机器人•科尔摩根公司
格兰特:我们的直流电机和减速电机规格为这些类型的EV, eBike和AGV应用和设备。对于运动控制，客户通常要求在这些应用中将我们的增量磁编码器之一添加到我们的直流电机/齿轮电机中。对于我们的任何无刷直流电机解决方案，都需要额外的电机控制器。我们提供标准的无刷直流电机控制器。对于希望完全定制电机控制器的客户，我们在PCB设计期间为其电子工程师提供技术支持。
在手机设计中应用了哪些新技术?
柔丝:该dc-dc转换器支持从小于10vdc到大于1000vdc的输入电压，可用于小型和低压电池组无人机和自行车，也可用于大型和高压电池组商用客车和卡车。ac-dc电源和dc-dc转换器用于电池充电系统，包括壁挂式无人机和自行车充电器，以及用于汽车，卡车和公共汽车的大功率固定安装充电器。
比起电动汽车中众多的传感器，更有趣的是用于启用传感器并从中传输大量数据的电源和通信技术。汽车、卡车、公共汽车和飞机中的配电正在转变为与数据中心中的配电类似的情况。它正变得越来越普遍，有一个48伏电力输送骨干采用许多分支和相关的负载点dc-dc转换器。POL转换器将分布电压降低到每个传感器或执行器所需的水平。通过实现这种拓扑结构，配电所需的铜的重量和体积大大减少。
Jabil的短波红外3D相机演示器在1130nm波长下工作，使其非常适合户外应用。
Mowry:电动汽车的自动化程度越高，驾驶室内的自动化程度就越高，从而为司机和乘客带来更好的体验。我们已经在自动打开充电端口、皮卡后面的动力滑动窗以及可以改变仪表盘、方向盘或其他内部部件位置的线性系统中看到了我们的丝杠的新应用，为乘客创造了更多的用户空间。
植物的图形突出了Jabil的SWIR 3D相机演示器的能力，可以捕获部分被太阳照射和部分被太阳遮蔽的物体的深度信息。
Luchars:ECM的PCB定子电机是将电能转换为扭矩、马力、机械输出和电动汽车应用中的正向运动的核心部件。事实上，我们将印刷电路板、轴向磁通电机拓扑结构与SaaS平台相结合，代表了电动汽车的新技术工具。ECM的PCB定子电机更轻，更快，更安静，并且比传统机器实现更高的效率。我们将其连接到我们的电机CAD软件print定子，该软件提供了前所未有的设计灵活性。ECM的SaaS平台需要谨慎的输入:多少扭矩，功率和所需的转速，并将其转换为用于轴向磁通机的定制PCB定子的设计。
ECM的轴向磁通空芯电机设计具有最大扭矩和优越的功率，占地面积小得多。这为电动应用(如无人机、电动自行车和某些船舶)提供了许多设计和性能优势。最明显的优点包括重量减轻、性能提高和电池效率提高。
Schellenberger:Microchip Technology为电动汽车市场提供一系列基于半导体的解决方案。我们的碳化硅(SiC)解决方案可实现电动汽车、电动自行车和踏板车推进所需的高压功率转换、调节和控制。我们的autosar就绪数字信号控制器(dsc)具有高性能DSP引擎和专用外设，可在数字电源应用中获得惊人的性能提升。除了这些核心组件，我们还提供电源管理、连接、时序和安全解决方案等，帮助客户构建电动交通应用的整体系统解决方案。
在传感方面，激光雷达、雷达、超声波和基于摄像头的系统引领着自动驾驶汽车的发展。此外，我们的感应传感解决方案是电机控制应用和电动汽车位置传感的关键。在驱动方面，电动汽车推进所需的高压系统已经产生了对能够维持数百伏电压的SiC mosfet和二极管的需求。
电动汽车零部件的生产情况如何?
林:考虑运动控制在电动汽车电池生产中的应用。在电池制造中有两种操作环境:在密封棱柱式、圆柱形和袋式电池之前，在干燥的房间(露点< -20°C)，以及在工厂环境中，密封的组装电池被放置在模块中。将电池放入模块后，用粘合剂将电池固定在模块内，压紧，放入电动汽车电池组中安装到车辆中。
Festo笛卡尔龙门机器人用于工厂的拣选，放置，密封和压制操作。龙门架一开始就很紧凑，几乎使用了100%的工作空间，从而减少了工厂车间的占地面积。龙门架需要较少的守卫，从而节省成本和空间。龙门运动快速、准确，可实现取放、封合、压合三轴运动。
为了具有竞争力，电动汽车电池oem厂商必须做得更好、更快，并在性能方面提供卓越的系统。Festo开发了在线工程生产力处理指南工具，将龙门设计时间从行业平均两周减少到20分钟。有了这个免费的在线工具，工程师输入基本的应用参数，如质量，扭矩和速度，和处理指南在线设计最佳的龙门架。在设计会议结束时，工程师会收到3D CAD图纸、材料清单、预计交付日期和系统成本报价。有了3D CAD图纸，OEM可以在等待龙门架交付的同时进行机器设计，并保持项目的进展。
Festo提供经过全面测试的龙门架，这些龙门架可以作为快速组装套件或作为完全组装的准备安装系统发货。每个OEM接收一个唯一的部件编号为龙门，便于重新订购和组件识别。当Festo龙门架和控制柜到达时，OEM将电源与控制电缆一起连接，并使用预安装的功能块对设备进行编程。Festo运动控制包可以让OEM将标准调试时间从一周压缩到一到两天。
Festo的组件用于生产电动汽车电池。这里展示的是Festo gbbattery机器内部。
Garbe:在电动汽车电池生产中，自动化生产设备的快速设计、制造和调试压力巨大。这些机器必须具有卓越的正常运行时间、准确性、数据采集和可靠性。随着消费者对电动汽车的需求不断增长，以及汽车公司成为市场领导者的动力，《通货膨胀削减法案》刺激了该行业比以前更快地发展，因为该法案中的税收激励措施。到2030年有巨大的生产目标。汽车制造商实现这些目标的唯一途径是通过高度自动化、可靠的生产方法。在电动汽车电池生产中，与六轴机器人相比，原始设备制造商使用基于线性运动的龙门来提高精度。随着六轴臂离基座越来越远，机器人的精度就会下降。龙门在整个工作范围内保持高精度。我们发现，电池行业的原始设备制造商不希望从多个供应商那里购买组件。使用众多供应商会使订购在时间、库存和对多组件/多供应商系统的支持方面变得复杂，并使组件面临互操作性问题的风险。
编程和布线的学习曲线也需要更高的内部资源。原始设备制造商希望他们的机器能够更快地交付和调试，可靠地高性能，更容易支持。所有这些都导致了供应商的整合。在线搬运指南将龙门机器人的交货时间从行业平均的八周缩短到三周。
电动汽车电池生产图片:Festo
电动自行车和agv的最新发展是什么?
帕特尔:Maxon开发了一种轻型中置驱动单元，可在需要时提供支持，并可集成到框架中。Bikedrive AIR驱动单元重量仅为1.9公斤，Q系数从155毫米开始，采用自由轮技术，没有明显的阻力。这意味着当向后踩踏板和独自骑行时，由于马达，没有摩擦力需要克服。低轮廓驱动单元允许赛车，砾石，城市，儿童和山地自行车制造商仍然使用传统的框架设计。
对于agv, maxon继续开发集成驱动器，并随着IDX 70的发布增加了这一产品。IDX70紧凑型驱动器可以轻松地在线配置，与70毫米变速箱GPX70结合使用时，可提供高达87.5 Nm的峰值扭矩。
Umeno:科尔摩根为电动汽车电池的生产提供了许多自动化解决方案。我们在支持庞大的现有亚洲市场方面的成功和专业知识正在被利用来支持欧洲和北美的制作。涂层工艺在锂离子电池生产中至关重要。涂布机制造商依靠科尔摩根的直接驱动技术来满足制造商对高成品率的要求。
Blasch:Jabil开发了下一代3D相机，能够在室内和室外环境中无缝运行，最远可达20米。Jabil、ams OSRAM和Artilux将各自在3D传感架构设计、半导体激光器和基于可扩展互补金属氧化物半导体(CMOS)技术平台的锗硅(GeSi)传感器阵列方面的专有技术结合起来，展示了一款可在1130纳米波长红外(SWIR)下工作的3D相机。相机工作在短波红外，1130纳米，大大提高了用于计算深度的信噪比。
首先，通过瞄准1130nm，相机利用太阳光谱的间隙，降低影响ToF信号的背景噪声。其次，信号的大小也可以增加，因为在1130nm处激光眼的安全阈值高于在850nm或940nm处。结果是3D相机能够在明亮的阳光下工作，扩展了工作范围，并提高了深度精度。
关键的含义是机器人平台不再局限于室内操作。鉴于自主移动机器人(amr)和其他自主平台的高成本，提高它们的实用性、安全性和可靠性对行业中的每个人都有好处。避开窗户或敞开的舱门等障碍物的路线规划不再是一个问题。
我们的目标是与市场上的许多零部件供应商合作，创造低成本的3D传感器，用于叉车，amr，农业设备，支持飞机操作的平台，以及其他性能与环境条件无关的设备。使用1130纳米的3D摄像头也可以安装在agv上，特别是为了避免碰撞。对于可能希望沿着装载区移动、在建筑物之间移动或完全在室外环境中运行的agv，应考虑使用1130nm。
戈特利布:科尔摩根是agv的主要供应商;我们在没有大量投资的情况下提高了制造和仓储的效率。市场趋势是更多的直接面向消费者的出货，而由最有效的工具支持的仓库管理策略将提升赢家的市场份额。科尔摩根运动控制公司也向无人机和电动汽车市场销售产品。我们的产品符合直接驱动技术，驱动精度和速度，以及咨询工程师更快的上市时间。
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