正在申请专利的电动马达外壳制造工艺提供了新的机会

十年来,AionaCast一直是国际铸造厂在德语国家的分销合作伙伴。现在,这家瑞士公司正着手通过一项正在申请专利的创新,彻底改变电动马达外壳的制造工艺。据称,一种用于汽车和卡车的xEV牵引电机的新型铝铸外壳可以提高冷却能力,减轻重量,消除泄漏风险,而且成本效益更高。

该工艺是两种既定生产方法的完美结合。用大约100巴的压缩空气在一侧或两侧对卷材粘接芯材(RoBoC)进行充气,以形成通常尺寸的冷却通道。

这个芯子被放置在一个冷铸工具中,用铝来浇铸。在铸造过程中,通过已经存在的通道从内部控制温度,从而防止变形或熔化。其结果是一块金属板集成到外壳中,具有冷却电子机器所需的结构。

优化的冷却布局避免了热点的出现

冷却管道的布局可以用螺旋形来表示。因此,最热的管道部分被嵌入最冷和第二最冷的管道部分之间。其结果是在发动机运行过程中没有热点的均匀温度分布。

这种设计不能在经典的2壳设计中实现(例如在压铸中),因为由于从一个风道区溢出到另一个风道区,会出现热短路。然而,根据客户的要求,也可以实现蜿蜒形或平坦的管道布局。

防止冷却水泄漏的密封是通过自带的辊子粘合芯来确保的,因此不再取决于铸件质量。

不再需要对预制件进行昂贵的氦气泄漏测试,这可能会造成非常大的附加值损失。完全消除了双壳设计所需的组装。

第二代产品进一步提高了效率

AionaCast通过 “概念验证 “的方式提供了可行性证据。对冷却介质和减重的横截面没有给予多少关注。现在,该团队正在开发第二代产品。在这里,插入和充气的板材与定子直接接触,这再次提高了效率并减轻了重量。

这一概念使得定子和载水通道之间的壁厚从大约5毫米减少到1.5毫米。这种壁厚的减少也反映在一个典型的BEV牵引电机的电机外壳的整体重量上,它减少了大约1公斤。

此外,来自优化的互动的响应时间也大大减少。为了展示该系统的性能,对一个主要OEM的现有牵引电机的CFD模拟与RoBoC Gen2开发进行了比较。定子中温度从60°降到40°C的时间可以减少约70%。

一个令人愉快的副作用是大大减少了铸造过程的时间,由于从内部直接冷却铝铸件,到部件从铸造模具中取出的时间可以大大减少。

Jürgen Pohl(AionaCast总经理)总结了RoBoC第二代概念的诸多优势。

优势一目了然。

  • 螺旋线设计和定子与冷却介质之间较小的距离使热效率更高。
  • 冷却水通道的密封性与铸件质量无关。由于这个概念,完全没有密封,而且由于没有芯砂,也没有残留的污垢问题。这使得这项创新比传统系统更可靠。
  • 仅列举几个成本优势,如取消了装配(2壳设计),没有砂芯就不需要返工和覆盖芯痕,不再需要进行若干质量测试,以及不可忽视的更短的铸造周期使本发明具有竞争力。

为了进一步开发(原型),同时负责项目管理的专利持有人AionaCast能够赢得著名的合作伙伴,对博世系列外壳进行改造。

  • Kupral S.p.A. (意大利)/铸造技术
  • voxeljet AG(德国)/用于核心包装的3D打印模具
  • LPM S.p.A. (意大利)。铸造厂设备
  • Peter Prinzing GmbH(德国)。轧制弯曲

鉴于从2030年起将生产约7500万台牵引电机,Jürgen Pohl认为这种新的制造工艺的进一步业务发展是非常积极的。此外,同样的制造概念与修改后的冷却通道布局(如蜿蜒状、平坦或平行通道)也为生产电池和电力电子外壳提供了潜力

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