正在申請專利的電動(dòng)馬達(dá)外殼制造工藝提供了新的機(jī)會
十年來，AionaCast一直是國際鑄造廠在德語國家的分銷合作伙伴?，F(xiàn)在，這家瑞士公司正著手通過一項(xiàng)正在申請專利的創(chuàng)新，徹底改變電動(dòng)馬達(dá)外殼的制造工藝。據(jù)稱，一種用于汽車和卡車的xEV牽引電機(jī)的新型鋁鑄外殼可以提高冷卻能力，減輕重量，消除泄漏風(fēng)險(xiǎn)，而且成本效益更高。
該工藝是兩種既定生產(chǎn)方法的完美結(jié)合。用大約100巴的壓縮空氣在一側(cè)或兩側(cè)對卷材芯材（RoBoC）進(jìn)行充氣，以形成通常尺寸的冷卻通道。這個(gè)芯子被放置在一個(gè)冷鑄工具中，用鋁來澆鑄。在鑄造過程中，溫度是通過已經(jīng)存在的通道從內(nèi)部控制的，這樣就可以防止變形或熔化。其結(jié)果是一塊金屬板集成到外殼中，具有冷卻電子機(jī)器所需的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)化的冷卻布局避免了熱點(diǎn)的出現(xiàn)
冷卻通道的布局可以用螺旋形狀來表示。因此，最熱的通道部分被嵌入最冷和第二最冷的通道部分之間。其結(jié)果是在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中沒有熱點(diǎn)的均勻溫度分布。這種設(shè)計(jì)不能在經(jīng)典的2殼設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)（例如在壓鑄中），因?yàn)橛捎趶囊粋€(gè)通道部分溢出到另一個(gè)通道，會出現(xiàn)熱短路。然而，根據(jù)客戶的要求，也可以實(shí)現(xiàn)蜿蜒形或平坦的管道布局。防止冷卻水泄漏的密封是通過自帶的輥?zhàn)诱澈闲緛泶_保的，因此不再取決于鑄件質(zhì)量。不再需要對成品部件進(jìn)行昂貴的氦氣泄漏測試，這可能會造成非常高的附加值損失。完全消除了雙殼設(shè)計(jì)所需的組裝。
第二代產(chǎn)品的效率提高更多
AionaCast通過 “概念證明 “的方式提供了概念證明。對冷卻介質(zhì)和減輕重量的橫截面很少注意。現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)第二代產(chǎn)品，插入和充氣的金屬板與定子直接接觸，這再次提高了效率并減輕了重量。
這個(gè)概念使得定子和含水通道之間的壁厚從大約5毫米減少到最低1.5毫米成為可能。壁厚的減少也反映在一個(gè)典型的BEV牽引電機(jī)外殼的整體重量減少了約1公斤。
此外，來自優(yōu)化的互動(dòng)的反應(yīng)時(shí)間也大大減少。為了展示該系統(tǒng)的性能，對一家主要OEM廠商的現(xiàn)有牽引電機(jī)進(jìn)行了CFD模擬，并與RoBoC Gen2的開發(fā)進(jìn)行了比較。定子中溫度從60°降到40°C的時(shí)間可以減少約70%。一個(gè)令人愉快的副作用是大大減少了鑄造過程的時(shí)間，由于從內(nèi)部直接冷卻鋁鑄件，到部件從鑄造工具中取出的時(shí)間可以大大減少。
Jürgen Pohl（AionaCast總經(jīng)理）總結(jié)了RoBoC第二代概念的諸多優(yōu)勢。
- 螺旋線設(shè)計(jì)和定子與冷卻介質(zhì)之間較小的距離導(dǎo)致了更高的熱效率。
- 冷卻水通道的密封性與鑄件質(zhì)量無關(guān)。由于這個(gè)概念，完全沒有密封，而且由于沒有芯砂，沒有殘留的污垢問題。這使得這項(xiàng)創(chuàng)新比傳統(tǒng)系統(tǒng)更可靠。
- 僅列舉幾個(gè)成本優(yōu)勢，如取消了裝配（2殼設(shè)計(jì)），沒有砂芯就不需要返工和覆蓋芯痕，不再需要進(jìn)行若干質(zhì)量測試，以及不可忽視的更短的鑄造周期使本發(fā)明具有競爭力。
為了進(jìn)一步開發(fā)（原型），同時(shí)負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理的專利持有人AionaCast能夠贏得知名的合作伙伴，對博世系列外殼進(jìn)行改造。
- Kupral S.p.A. （意大利）/鑄造技術(shù)
- voxeljet AG（德國）/用于核心包裝的3D打印模具
- LPM S.p.A. （意大利）。鑄造廠設(shè)備
- Peter Prinzing GmbH（德國）。軋制彎曲
鑒于從2030年起將生產(chǎn)約7500萬臺牽引電機(jī)，Jürgen Pohl認(rèn)為這種新的制造工藝的進(jìn)一步業(yè)務(wù)發(fā)展是非常積極的。此外，同樣的制造概念與修改后的冷卻通道布局（如蜿蜒狀、平坦或平行通道）也為生產(chǎn)電池和電力電子外殼提供了潛力。
