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數(shù)字化制造

3D打印銅在電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)方面的案例

2025China.cn   2020年08月04日

       未來(lái)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)-無(wú)論是在工業(yè)領(lǐng)域還是交通領(lǐng)域-都對(duì)各個(gè)組件提出了很高的要求。電動(dòng)機(jī)的經(jīng)典制造工藝很快達(dá)到了極限?;趥鹘y(tǒng)的制造工藝,優(yōu)化的幾何形狀通常是不可能的,結(jié)果是設(shè)計(jì)者在性能和效率上痛苦折衷。
       通過(guò)3D打印制造銅線(xiàn)圈解決了這個(gè)問(wèn)題,而且電動(dòng)機(jī)中較高的銅含量可減少損耗并改善繞組的熱耦合。

 

 

更隨形的繞組,更高的性能

       根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察,市場(chǎng)上,德國(guó)Additive Drives公司通過(guò)3D打印增材制造電動(dòng)機(jī)定子繞組,并有望顯著改善零件性能。

       電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率由于其預(yù)熱而受到限制,例如由于允許的繞組溫度而受到限制。通常有兩個(gè)提高功率限制的杠桿:首先,以相同的功率減少損耗,其次,改善散熱。繞組的設(shè)計(jì)在這里起主要作用,因?yàn)樗侵饕臒嵩础?/P>

       經(jīng)典的圓線(xiàn)繞組有許多限制:銅導(dǎo)體,繞組工藝和槽口幾何形狀必須匹配。彼此纏繞的導(dǎo)體形成牢固的圖案。此外,圓形導(dǎo)線(xiàn)(經(jīng)典的導(dǎo)體形狀)在幾何形狀上與梯形凹槽的配合不佳。結(jié)果是,每個(gè)凹槽都被銅填充了一半,從而形成了空隙。相對(duì)較小的導(dǎo)體橫截面可確保較大的電熱損耗。

       德國(guó)Additive Drives公司通過(guò)3D打印實(shí)現(xiàn)了更高的自由度,通過(guò)基于粉末床的SLM選區(qū)金屬3D打印工藝,使得凹槽中的銅含量更大。從物理上講,這意味著匝的最大橫截面和較小的電阻。而通過(guò)3D打印所實(shí)現(xiàn)的可變的形狀還有利于散熱,因?yàn)槊織l電線(xiàn)都與線(xiàn)圈的所謂疊片鐵芯熱接觸,因此沒(méi)有熱點(diǎn)。

賽車(chē)引擎

帶3D打印電動(dòng)機(jī)定子繞組的賽車(chē)引擎

 


帶3D打印電動(dòng)機(jī)定子繞組的賽車(chē)引擎

幾何形狀完美匹配的線(xiàn)圈可最大程度地提高銅填充率
用于直流電壓800 VDC
從繞組到疊片鐵心的強(qiáng)制傳熱可防止熱點(diǎn)形成
可變導(dǎo)體厚度以減少電流位移
為獲得最佳性能而開(kāi)發(fā)

 


 

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