เปรียบเทียบวัสดุตัวเรือนมอเตอร์พลังงานใหม่: อลูมิเนียม เหล็กหล่อ และคอมโพสิตภายใต้สภาพการใช้งานจริง

เหตุใดการเลือกวัสดุตัวเรือนจึงส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์โดยตรง

ที่อยู่อาศัยไม่ได้เป็นเพียงโครงสร้างเท่านั้น มันเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางระบายความร้อนที่ดึงความร้อนออกจากขดลวดสเตเตอร์ และส่งผลโดยตรงต่อปริมาณมวลที่สปริงหรือหมุนที่ระบบขับเคลื่อนมี โครงสร้างที่นำความร้อนได้ไม่ดีจะทำให้ระบบควบคุมของมอเตอร์ลดกำลังที่ส่งออกเร็วขึ้นในระหว่างการเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่องหรือการขึ้นเนิน ซึ่งเป็นสาเหตุที่การนำความร้อนอยู่ใกล้ด้านบนของเกณฑ์การเลือกวัสดุ

ความต้านทานการสั่นสะเทือนก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน มอเตอร์พลังงานใหม่มักจะหมุนที่ 10,000 ถึง 20,000 RPM หรือสูงกว่า และเสียงสะท้อนของตัวเรือนที่ความถี่เหล่านั้นสามารถเร่งการสึกหรอของตลับลูกปืนหรือทำให้ตัวยึดภายในคลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป

เปรียบเทียบตัวเรือนอลูมิเนียมอัลลอยด์ เหล็กหล่อ และคอมโพสิต

ความสมดุลของอะลูมิเนียมอธิบายว่าทำไมจึงปรากฏในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในตลาดมวลชนส่วนใหญ่ ในขณะที่เหล็กหล่อยังคงอยู่ในการใช้งานมอเตอร์งานหนักหรืออุตสาหกรรมเป็นหลัก ซึ่งน้ำหนักมีความสำคัญน้อยกว่าความทนทานของวัตถุดิบ

ตารางเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างปัจจัยด้านประสิทธิภาพหลัก

การออกแบบช่องระบายความร้อนภายในผนังที่อยู่อาศัย

นอกเหนือจากวัสดุแล้ว รูปทรงการระบายความร้อนภายในยังส่งผลกระทบสำคัญต่อเอาท์พุตของมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง วิธีการทั่วไปสองวิธีคือช่องระบายความร้อนแบบเกลียวที่ส่งโดยตรงไปยังผนังตัวเครื่อง และแจ็คเก็ตระบายความร้อนแยกจากกันที่ยึดด้วยสลักเกลียวหรือยึดติดกับด้านนอก

• แบบบูรณาการ ช่องเกลียวที่หล่อเข้าไปในผนังตัวเรือนอะลูมิเนียมจะช่วยลดความต้านทานความร้อนระหว่างสารหล่อเย็นและสเตเตอร์ เนื่องจากไม่มีข้อต่อหรือชั้นอินเทอร์เฟซเพิ่มเติมให้ข้าม
• แจ็คเก็ตเกลียว ง่ายต่อการผลิตและซ่อมแซมโดยแยกจากตัวเรือน แต่ข้อต่อทางกลทำให้เกิดช่องว่างต้านทานความร้อนขนาดเล็กที่หลีกเลี่ยงการออกแบบที่ผสานรวมเข้าด้วยกัน
• ไฮบริด ตัวเรือนบางตัวรวมช่องภายในแบบหล่อไว้ใกล้กับสเตเตอร์เข้ากับแจ็คเก็ตภายนอกเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว ใช้ในมอเตอร์ที่คาดว่าจะรักษาแรงบิดต่อเนื่องสูงได้

มอเตอร์ที่ใช้ช่องระบายความร้อนแบบเกลียวในตัวได้แสดงให้เห็นในการทดสอบแบบตั้งโต๊ะเพื่อรักษากำลังเอาต์พุตต่อเนื่องที่สูงขึ้นก่อนการลดพิกัดความร้อน เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ที่ใช้การระบายความร้อนด้วยแจ็คเก็ตภายนอกเพียงอย่างเดียว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างรอบการรับน้ำหนักสูงซ้ำๆ ซึ่งเป็นเรื่องปกติของการขับขี่แบบหยุดแล้วไปในเมือง

ข้อกำหนดการปิดผนึกและการจัดอันดับ IP

โดยทั่วไปแล้ว โครงมอเตอร์พลังงานใหม่จะต้องเป็นไปตามระดับการป้องกันน้ำเข้าที่ระดับ IP67 หรือสูงกว่า เนื่องจากมอเตอร์มักติดตั้งต่ำในยานพาหนะและต้องเผชิญกับละอองน้ำบนถนน ฝุ่น และการจมน้ำเป็นครั้งคราวระหว่างน้ำท่วม การบรรลุเป้าหมายนี้จำเป็นต้องมีพิกัดความเผื่อในการตัดเฉือนที่แม่นยำที่เส้นแยกตัวเรือนและส่วนปิดท้าย ควบคู่ไปกับการเลือกปะเก็นหรือสารกันรั่วที่สามารถอยู่รอดทั้งการหมุนเวียนด้วยความร้อนและการสัมผัสสารเคมีในระยะยาวกับสารหล่อเย็นและเกลือบนถนน

เทคนิคการลดน้ำหนักโดยไม่สูญเสียความแข็งแกร่ง

ผู้ผลิตใช้หลายวิธีในการลดมวลตัวเรือนในขณะที่รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างโดยคำนึงถึงความปลอดภัย

1. ซอฟต์แวร์เพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีจะระบุบริเวณที่มีความเครียดต่ำของผนังตัวเรือนซึ่งสามารถทำให้วัสดุบางลงหรือเอาออกทั้งหมดได้
2. รูปแบบลายนูนบนพื้นผิวด้านนอกเพิ่มความแข็งแกร่งในบริเวณที่มีความเครียดสูง โดยไม่เพิ่มความหนาของผนังที่สม่ำเสมอทั่วทั้งตัวเครื่อง
3. เทคนิคการหล่อแบบผนังบางช่วยให้ตัวเรือนอะลูมิเนียมมีความหนาของผนังต่ำกว่า 3 มิลลิเมตรในส่วนที่ไม่มีการรับน้ำหนัก
4. การใช้ฝาครอบปลายคอมโพสิตแบบเลือกใช้ในพื้นที่ที่อยู่ห่างจากภาระความร้อนและโครงสร้างหลักจะช่วยลดน้ำหนักเพิ่มเติมจากการประกอบโดยรวม

การออกแบบตัวเรือนใหม่โดยใช้การปรับโทโพโลยีให้เหมาะสมผสมผสานกับการหล่อแบบผนังบางสามารถลดน้ำหนักตัวเรือนทั้งหมดได้ 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการออกแบบที่มีความหนาสม่ำเสมอสม่ำเสมอแบบทั่วไป โดยไม่ลดแรงบิดที่กำหนดหรือความจุความร้อนของตัวเรือน

ข้อเสียของกระบวนการผลิต: การหล่อกับการตีและการกลึง

การผลิต EV ในปริมาณมากส่วนใหญ่อาศัยการหล่อแบบหล่อสำหรับตัวโครงหลัก การสำรองการตีหรือการตัดเฉือนสำหรับเม็ดมีดที่มีโครงสร้างขนาดเล็ก หรือขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้องของต้นแบบ ซึ่งยังคงคาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ