Mercedes-Benz ने electric axial flux motor का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया
(media.mercedes-benz.com)- axial flux motor का Berlin-Marienfelde फ़ैक्टरी में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हो गया है, और इसे पहली बार नई Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé की mass-production high-performance electric drivetrain में लागू किया गया है
- उत्पादन लगभग 30,000㎡ क्षेत्रफल वाले 3 halls और 7 lines में किया जा रहा है, और कुल 98 process steps में से 65 का उपयोग Mercedes-Benz ने पहली बार किया है, जबकि 35 processes वैश्विक स्तर पर बिल्कुल नए हैं
- manufacturing technology development के जरिए 30 से अधिक patent applications दाखिल किए गए हैं, और इसमें laser technology, intelligent control, AI-based quality inspection और automated processes को जोड़ा गया है
- rectangular copper wire coils, laser copper joining, polymer laser welding, और final assembly का precision control उच्च power density और mass production को संभव बनाता है
- Berlin-Marienfelde, 1902 में स्थापित Mercedes-Benz का सबसे पुराना production base है, और इस उत्पादन के साथ यह high-performance electric motor manufacturing capability hub के रूप में स्थापित हो रहा है
Mercedes-Benz axial flux motor का mass production शुरू
- Mercedes-Benz ने Berlin-Marienfelde फ़ैक्टरी में नए electric axial flux motor का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया है
- यह फ़ैक्टरी 1902 में स्थापित Mercedes-Benz का सबसे पुराना production base है और कई दशकों से global powertrain production network का हिस्सा रही है
- 2022 से Berlin-Marienfelde में Mercedes-Benz Digital Factory Campus भी स्थित है
- Mercedes-Benz ने इस site को high-performance electric motor manufacturing capability center के रूप में विकसित किया है
- नया motor दुनिया में पहली बार नई Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé की production car में इस्तेमाल किया गया है
उत्पादन का पैमाना और process
- axial flux motor का mass production कभी इसकी complexity के कारण लगभग असंभव माना जाता था, लेकिन अब Berlin-Marienfelde में इसे large-scale production में बदला गया है
- पूरी manufacturing 98 process stages से बनी है, जिनमें से 65 का पहली बार Mercedes-Benz में उपयोग किया गया है
- 35 processes वैश्विक स्तर पर नए हैं, और विकसित की गई तकनीकों से 30 से अधिक patent applications दाखिल हुई हैं
- उत्पादन लगभग 30,000㎡ क्षेत्रफल वाले 3 halls और 7 production lines में किया जा रहा है
- manufacturing में highly automated processes, laser technology, intelligent control, AI-based quality inspection और skilled workforce की expertise को जोड़ा गया है
vision से mass production तक
- axial flux motor का mass production precision, process stability और automation पर बहुत ऊँची मांग रखता है
- motor की compact structure और high power density के कारण mass production के लिए अलग से नई manufacturing procedures विकसित की गईं
- उच्च power density के लिए stator में rectangular copper wires का उपयोग किया जाता है, जिससे उसी जगह में round wire की तुलना में अधिक copper भरा जा सकता है
- copper wires को तेज़ गति से छोटे radius के अनुरूप मोड़ा जाना चाहिए, और इसमें wrinkle, insulation damage या cross-section reduction नहीं होना चाहिए
- Mercedes-Benz ने अपने partners के साथ मिलकर ऐसी special process विकसित की है जो high precision और industrial production speed को जोड़ती है
stator coil joining और laser welding
- stator के अंदर coil package wiring भी तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण process है
- हर coil end को बहुत सीमित जगह में उचित wiring copper wire से जोड़ा जाना चाहिए
- पास की plastic structures गर्मी से क्षतिग्रस्त न हों, इसलिए precise copper wire laser joining का उपयोग किया जाता है
- यह तरीका welding point पर डाली जाने वाली energy को न्यूनतम रखते हुए बहुत कम process time संभव बनाता है
laser-based high-precision polymer welding
- drivetrain plastic parts की simultaneous laser transmission welding में उच्च geometric precision और न्यूनतम invasive energy input की आवश्यकता होती है
- आसपास के क्षेत्रों को नुकसान से बचाने के लिए laser energy input को बहुत सटीकता से नियंत्रित किया जाता है
- AI-based optical real-time quality inspection joining status को तुरंत रिकॉर्ड करती है और process stability को support करती है
- part joining pre-processing में AI-based image processing parts की सटीक position पहचानती है
- sensitive areas में virtual protection zones सेट किए जाते हैं, और laser केवल निर्धारित surface को process करता है
- इस तरह जुड़े हुए parts oil pressure सह सकते हैं और ऊँचे mechanical loads भी झेलते हैं
high-precision final assembly
- final assembly को internally “marriage” कहा जाता है, जिसमें stator को magnets वाले दो rotor discs के बीच रखकर fix किया जाता है
- parts पर अधिकतम 9kN की magnetic force काम करती है, जो लगभग 900kg के बराबर है
- साथ ही stator को magnetic center plane से 0.1mm से कम tolerance बनाए रखनी होती है
- innovative control algorithm process के अंतिम 0.5 second के दौरान high-frequency control pulses से position को correct करता है
- final assembly का मुख्य तत्व केवल force नहीं, बल्कि intelligent control, sensitive sensors और accurate process operation है
axial flux motor की संरचना और performance
- ब्रिटेन की electric motor specialist company YASA ने axial flux motor के मूल सिद्धांत पर आधारित innovative prototype विकसित किया था, और वर्तमान motor उसी पर आधारित है
- Mercedes-Benz ने 2021 में YASA को पूर्ण subsidiary के रूप में अधिग्रहित करने के बाद product और production process को लगातार आगे बढ़ाया है
- development को automotive mass production, high performance और continuous load durability requirements के अनुरूप आगे बढ़ाया गया है
- front axle का axial flux motor 15,000rpm से अधिक rotational speed तक पहुँचता है
- पारंपरिक radial flux motor से अलग, axial flux motor में electromagnetic flux rotation axis के समानांतर बहता है
- मुख्य components disc form में व्यवस्थित होते हैं, और दो rotors stator को दोनों तरफ से sandwich की तरह घेरते हैं
- यह structure बहुत compact motor design, high power और torque density, तथा drivetrain packaging flexibility को संभव बनाता है
- नई Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé में front axle motor की चौड़ाई लगभग 9cm है, जबकि rear axle के दो motors की चौड़ाई लगभग 8cm each है
- 3 axial flux motors प्रत्येक axle के High Performance Electric Drive Units(HP.EDU) में integrated हैं, और compact single-input planetary gear transmission के साथ उसी housing में जुड़े हैं
Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé और Digital Factory Campus
- नई Mercedes-AMG GT 4-Door Coupé एक pure electric performance model है, जो 0 से 100km/h तक अधिकतम 2.1 seconds में accelerate करती है
- Driver’s Package के साथ इसकी top speed 300km/h तक पहुँचती है
- CONCEPT AMG GT XX technology vehicle ने पिछले वर्ष Nardò में 7 दिन 13 घंटे के दौरान 40,000km से अधिक दूरी तय की और 25 long-distance records बनाए
- Mercedes-AMG GT 63 4-Door Coupé की combined energy consumption 21.0~17.9kWh/100km है, और combined CO₂ emissions 0g/km हैं
- Mercedes-AMG GT 55 4-Door Coupé की combined energy consumption 21.0~17.8kWh/100km है, और combined CO₂ emissions 0g/km हैं
- Digital Factory Campus 2022 से global Mercedes-Benz production network की production digitalization में केंद्रीय भूमिका निभा रहा है
- यह campus MO360 production ecosystem पर आधारित digital applications के development और testing के लिए real production environment के रूप में उपयोग होता है
- Berlin-Marienfelde electric high-performance drivetrain, digital production और intelligent automation को जोड़ते हुए नई technologies को scalable और quality-assured mass production processes में बदलने की भूमिका निभाता है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
Mercedes ने कुछ साल पहले Yasa(UK) का अधिग्रहण किया था, और अब इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन की रफ़्तार दी जा रही है
axial flux motor को समझाने और फ़ैक्टरी विज़िट दिखाने वाला एक अच्छा वीडियो है
https://youtu.be/B2Hl4c1iZK0?si=VfDYARyuaPVj1nKm
यह सच में, सच में बहुत छोटा है
यहाँ रखा है
https://azimi.me/axial-flux-motor-explainer/
मुझे लगता है कि यही एक बड़ा कारण है कि चीन का advanced electronics industry इतनी तेज़ी से leading EVs विकसित कर सका और उन पर बार-बार iteration कर सका
और ज़्यादा सटीक कहूँ तो, electric motors को संभालने के लिए ज़रूरी मशीनों और workspace का फर्क, internal combustion engine के metal parts और drivetrain के कई power-transmission components को संभालने वाली व्यवस्था से कैसे अलग होता है, मैं उसी के बारे में सोच रहा हूँ. वीडियो में दिखी workshop बहुत से लोगों की कल्पना से छोटी है
अगर ऐसे motors अगली पीढ़ी की Formula E गाड़ियों में आए, तो लगता है cornering में जबरदस्त सुधार दिखेगा. मौजूदा पीढ़ी में पहले से active four-wheel drive है, और मुझे लगता है कि यह motor torque control को और बेहतर बना सकती है
देखकर लगा कि axial flux का मूल रूप शायद 1820s के आसपास आया था, लेकिन इसे बनाना आसान नहीं था, और बाद में radial flux आया जो अब तक चलता रहा. इसलिए एक तरह से इस साल axial flux की वापसी हो रही है
motor हल्की होने पर दूसरे parts को भी हल्का करना पड़ता है, इस cascade lightweighting effect की बात भी बहुत दिलचस्प है
खासकर यह हिस्सा प्रभावशाली लगा कि regenerative braking इतनी अच्छी हो सकती है कि निकट भविष्य में शायद brakes की ज़रूरत ही न पड़े. ऐसा होने पर वजन और parts की संख्या दोनों फिर कम हो जाएँगे
सही तरह से बनाया जाए तो torque बहुत ज़्यादा मिलता है, और वह torque पैदा करने में ऊर्जा भी बहुत ज़्यादा नहीं लगती. मुझे व्यक्तिगत रूप से सबसे अच्छी बात यह लगी कि इसकी संरचना के कारण यह पूरी तरह brushless है और इसे साफ़-सुथरा बनाए रखना आसान है
अगर उस लेख में किसी भी बिंदु पर यह समझाया गया होता कि electric axial flux motor क्या है और इसकी ज़रूरत क्यों है, तो वह कहीं बेहतर होता
“पारंपरिक radial flux motor के विपरीत, axial flux motor का electromagnetic flux घूर्णन-अक्ष के समानांतर बहता है. इसके मुख्य components को disc-जैसी संरचना में व्यवस्थित किया जाता है, और दो rotors दोनों तरफ़ से stator को sandwich करते हैं. यह design खास तौर पर अधिक compact motor structure, high power और torque density, और drivetrain packaging में नई flexibility संभव बनाता है. नई Mercedes-AMG GT 4-Door Coupe में front-axle motor की चौड़ाई 9cm से थोड़ी कम है, और rear axle के दो motors की चौड़ाई लगभग 8cm-8cm है. तीनों axial flux motors को axle-वार तथाकथित High Performance Electric Drive Units(HP.EDU) में integrated किया गया है, और इन्हें एक single housing के भीतर compact input planetary gearbox के साथ जोड़ा गया है”
इसके अलावा, यहाँ जिस YASA technology की बात हो रही है, उस पर भी एक वीडियो है: https://youtu.be/m507ryWhc6c
robot को 60kg भार लेकर 20 से ज़्यादा मंज़िलों की सीढ़ियाँ काफ़ी तेज़ी से चढ़ते देखना सचमुच शानदार था. छोटे form factor से मिलने वाला high torque बहुत प्रभावशाली था, और मेरी समझ से खासकर manufacturing scale बढ़ाने पर यह और जटिल हो जाता है
यह एक पतली motor है जिसमें उत्पन्न flux अक्ष के समानांतर होता है, और standard permanent magnet synchronous motor(PMSM) की तरह inverter side पर वही drive algorithms लागू किए जा सकते हैं
बहुत शानदार. असली products में axial flux motors ज़्यादा दिखना अच्छी बात है, और यह देखना दिलचस्प होगा कि क्या यह आगे चलकर नया standard बनती है
अगर material cost घटती है, तो mass production cost वास्तव में radial flux motors से कम भी हो सकती है
फिर भी, high-performance premium vehicles को छोड़कर, कम से कम 10 साल तक radial flux motors के dominant बने रहने की संभावना लगती है. radial flux तरीका पहले से अच्छी तरह proven है, जबकि axial flux को field में reliability साबित करने में अभी कुछ साल और लगेंगे
ज़्यादा load और stress, और कड़े tolerances की वजह से खासकर mass-market trims में axial flux motor की overall reliability कम भी हो सकती है. संभव है Mercedes premium vehicles में reliability और performance के लिए इसे over-engineer कर रही हो
ज़्यादातर उपयोगों में radial flux पहले से ही “काफ़ी अच्छा” है. axial flux की efficiency, form factor, और weight improvements अच्छी हैं, लेकिन वे bottleneck नहीं हैं. radial flux motors पहले से ही efficient हैं और काफ़ी हल्की व compact हैं. वजन को तय करने वाला असली कारक battery है
मुझे याद है जब YASA ने इसकी घोषणा की थी और जब MB ने इसे अधिग्रहित किया था
इलेक्ट्रिक मोटर डिज़ाइन में यह कमाल की तकनीक और प्रगति है, और इन्हें किसी तरह commercialize करने की कोशिश होते देखना अच्छा लगता है
मुझे पता है “मोटर” क्या होती है और “इलेक्ट्रिक” का क्या मतलब है, लेकिन electric axial flux motor क्या है, इसका मुझे बिल्कुल अंदाज़ा नहीं था
मुझे पूरा यक़ीन है कि यह वह चीज़ नहीं होगी जिसे Doc Brown ने time travel के लिए इस्तेमाल किया था, लेकिन शायद हो भी सकती है
हफ़्ते में लगभग एक बार मुझे लगता है कि मैं इस साइट पर होने के लिए बहुत बेवकूफ़ हूँ, और आज वही दिन है। DuckDuckGo पर खोजने जा रहा हूँ
संपादन: असल में यह काफ़ी सरल है। Wikipedia लेख यहाँ है
https://en.wikipedia.org/wiki/Axial_flux_motor
काश इसमें थोड़ा और diagram होते, लेकिन यह मुख्य बात को काफ़ी आसानी से समझा देता है
मैं 1980 के दशक की Toyota pickup, यानी Back to the Future वाली गाड़ी जैसी किसी चीज़ में engine swap करना चाहता हूँ
100 horsepower वाले 22R को 150~250 horsepower fuel-injected inline-4 या turbodiesel से बदलकर thermal efficiency को 20~25% से लगभग 40% तक बढ़ाना चाहता हूँ, और fuel economy लगभग दोगुनी करना चाहता हूँ
दिक्कत यह है कि ज़्यादातर आधुनिक इंजन transverse-mounted होते हैं। Adapter plate का इस्तेमाल करें तो उसे किसी भी transmission से जोड़ा जा सकता है, लेकिन तब इंजन firewall की तरफ़ बहुत पीछे खिसक जाता है, जिससे high-pressure fuel pump जैसे पार्ट्स तक पहुँचना मुश्किल हो जाता है। ऐसे पार्ट्स अक्सर transmission side पर लगे होते हैं ताकि front-wheel-drive गाड़ियों में उन तक आसानी से पहुँचा जा सके। यह planned obsolescence जैसा लगता है
इसलिए अच्छा होगा अगर कोई 4~6 इंच मोटा, 100~200 horsepower (100kW) का axial flux motor insert module बनाए जिसे इंजन और transmission के बीच लगाया जा सके। अगर इसके साथ विकल्प के तौर पर एक simple battery management system (BMS) और लगभग 5kWh storage भी हो, तो 15~20 mile की electric range और regenerative braking आधारित hybrid fuel economy मिल सकती है
अगर किसी को ऐसा कोई product पता हो तो बताइए। और अगर ऐसा कुछ नहीं है, तो internet lottery जीतने वाले लोग किसी ऐसे नए product में निवेश करके बहुत पैसा कमा सकते हैं, जिसकी ज़रूरत सबको है लेकिन अभी तक किसी को इसका एहसास नहीं है
बस शायद इसे import करना पड़े, और अमेरिका में यह वाकई बहुत दुर्लभ है
पूरी तरह सहमत। काश मेरी Tacoma के लिए भी ज़्यादा विकल्प होते
मैं Mexico से left-hand-drive Hilux मंगाने के बारे में भी सोच रहा हूँ
सबसे बड़ी समस्या inverter और control software होगी
यहाँ दिलचस्प हिस्सा शायद मोटर से ज़्यादा manufacturing है
prototype से एक ऐसे product तक पहुँचना जिसे लगातार बड़े पैमाने पर बनाया जा सके, आम तौर पर वही मुश्किल हिस्सा होता है
कई सालों से axial flux electric motors को लेकर यह बढ़ा-चढ़ाकर कहा जाता रहा है कि वे हर कार से 100 pound, या शायद कई सौ pound तक वज़न कम कर देंगी
क्या इस घोषणा का मतलब है कि अब यह सचमुच थोड़ा-थोड़ा होकर शुरू हो रहा है?
कुल वज़न या long-term durability के मामले में battery, motor से ज़्यादा महत्वपूर्ण है, लेकिन फिर भी कोई भी सुधार मददगार होता है
YASA की उपलब्धियाँ साकार होती देखना अच्छा है, लेकिन अगर UK को अगली technological breakthrough का पूरा फ़ायदा उठाना है, तो उसे सच में संभलना होगा
इस वीडियो की वजह से मुझे समझ आया कि axial flux motor क्या है और यह radial flux से कैसे अलग है
जिस materials science ने इस तरह का output संभव किया है, वह भी कमाल है, और engineering व manufacturing भी
https://www.youtube.com/watch?v=dCO633KE7RA