Fördelar med en elmotor i aluminium

Trots den stora debatten mellan koppar och aluminium finns det motortillverkare som använder aluminiumtråd i sina mindre motorer. Detta är en stor fördel för tillverkaren eftersom det minskar produktionskostnaderna.

Utmaningen är att korrekt ansluta ändarna på aluminiumtråden för att säkerställa ledningsförmåga. För att göra det använder de högtrycks piercing kopplingar.

Låg kostnad

Jämfört med stål är aluminium mycket billigare. Den har också överlägsen termisk och elektrisk ledningsförmåga. Detta gör att den kan avleda värme snabbare och mer effektivt. Som ett resultat minskar det motorförluster och ökar prestandan. Dessutom har den lägre densitet och är lättare att formgjuta.

Av dessa skäl är det inte konstigt att fler och fler företag går över till elmotorer i aluminium . Trenden är ännu mer påtaglig inom bilindustrin, där aluminium har blivit ett viktigt material. Nemak, till exempel, har vunnit kontrakt för att producera aluminiumbatterihuskomponenter värda upp till 830 miljoner dollar.

En helt sluten, oventilerad motorkropp i aluminium är lämplig för scenarier som innehåller smuts och fukt. Det är också säkert för miljöer som innehåller grupp B-gaser (väte, butadien, propylenoxid och etylenoxid) och koldamm. Den bildar dock ingen lufttät ram och behöver kylfläktar. Denna typ av motor bör placeras i en UL-godkänd explosionssäker kapsling.

Korrosionsbeständig

Trots det faktum att aluminium är en reaktiv metall har den goda korrosionsbeständiga egenskaper på grund av bildandet av en skyddande oxidfilm på dess yta. Detta lager är hårt och vidhäftar metallen, så eventuella oavsiktliga skavsår repareras automatiskt.

Denna beläggning kan appliceras genom pulverlackering, en elektrostatisk process där ett negativt laddat aluminiumpulver avsätts på ytan av aluminiummotorkroppen. Beläggningen härdas sedan med värme. Processen är miljövänlig och ger en hård, hållbar beläggning som är vatten- och korrosionsbeständig.

De aluminium-kopparlegeringar som används i elmotorer har mycket god korrosionsbeständighet. De kan dock inte användas i explosiv atmosfär. Dessa legeringar innehåller koppar som är brandfarligt och därför inte acceptabelt i explosionssäkra kapslingar. Dessutom kan dessa legeringar orsaka gnistor om de gnuggas med andra metaller. Detta är inte ett problem vid normal användning, men det kan vara ett problem när man försöker löda lindningarna.

Hög styrka

Att använda aluminium i en motors design kan ge betydande kostnadsbesparingar. Den låga vikten av aluminium gör att färre fästbultar krävs, vilket sparar material och monteringstid. Dess duktilitet gör också att ingenjörer kan utnyttja utrymmet inuti motorn mer, vilket ökar effektiviteten och effekten.

En motors magnettrådskonstruktion är också en möjlighet till prestandavinster. Medan koppar är det vanliga magnetiska trådmaterialet, är aluminium ett kommersiellt tillgängligt alternativ. På grund av den lägre konduktiviteten hos aluminium skulle dock större tråddiametrar krävas för att uppnå samma uteffekt.

Lyckligtvis kan nya tillverkningstekniker som Advanced Liquid Pressure Forming selektivt förstärka delar av en komponent med ett av dessa prestandamaterial, vilket minskar diametern på tråden och förbättrar dess konduktivitet. Detta tillvägagångssätt kan vara särskilt användbart i ett elfordon där de höga kostnaderna för batteritillverkning motiverar strävan efter lättviktsstrategier. Dessa tillvägagångssätt kan hjälpa till att balansera det omvända förhållandet mellan mekanisk styrka och elektrisk ledningsförmåga som länge har plågat magnettrådsmaterial.

Lättvikt

Aluminium är ett lättviktsmaterial, vilket gör det lättare för elmotorer att installeras i ett fordon. Detta möjliggör en lägre tyngdpunkt och därmed högre bränsleeffektivitet.

Dessutom tål aluminium tuffa miljöförhållanden. Detta gör den till ett bra val för användning i motorer som utsätts för smuts och fukt. Wellste erbjuder många typer av motorkapslingar i aluminium, inklusive explosionssäkra motorhus i aluminium.

När efterfrågan på elfordon växer, upplever företag som tillverkar aluminiumdelar en stark tillväxt i sina verksamheter. Detta inkluderar mexikanska Nemak, Kanadas Linamar och Frankrike-baserade Constellium. Till exempel satsar Linamar på att tillverka batterifacket för elbilar, vilket kan stå för 20 % av försäljningsvolymen 2023. Detta beror på att många av samma processer som används för traditionella ICE-drivna bilar kan återanvändas för att tillverka elbilar komponenter. Detta kommer att minska både tiden och kostnaderna för att tillverka elbilar.