เปรียบเทียบวัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV: ไกด์อะลูมิเนียม เหล็ก และสเตนเลส

การรื้อยานพาหนะไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่เกือบทุกปริมาณบอกเล่าเรื่องราวเดียวกันสองครั้ง: มอเตอร์ฉุดถูกหุ้มด้วยอะลูมิเนียมหล่อ ในขณะที่ปั๊มน้ำหล่อเย็น พัดลมระบายความร้อน และเครื่องเป่าลม HVAC ที่อยู่ข้างๆ มีแนวโน้มที่จะสึกหรอจากเหล็กเชื่อมพอๆ กัน ตัวเลือกทั้งสองนั้นถูกต้องและทั้งสองตอบคำถามเดียว: อันไหน วัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV จ่ายเองในรอบหน้าที่ที่กำหนด? ตอบอย่างไม่ระมัดระวังและใบเรียกเก็บเงินมาถึงในภายหลังเมื่อมีมวลส่วนเกิน การเรียกร้องการรับประกันการกัดกร่อน หรือต้นทุนที่อยู่อาศัยที่ไม่สามารถเจรจาจัดซื้อจัดจ้างได้ คู่มือนี้จะเปรียบเทียบโลหะที่มีความสำคัญ กับตัวเลขที่ทีมวิศวกรรมและฝ่ายจัดซื้อโต้แย้งกันจริงๆ

2-3x

อลูมิเนียมสามารถถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนถึง 2-3 เท่า แต่เหล็กยังคงมีมอเตอร์เสริม EV อยู่เป็นจำนวนมาก เนื่องจากความแข็ง ต้นทุนต่อหน่วย และกลยุทธ์การกัดกร่อนจะตัดสินโครงการตัวเรือนได้มากเท่ากับที่ฟิสิกส์ทำ

วัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV คืออะไร?

คำจำกัดความของการทำงาน

วัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV are the structural metals used to build a motor's outer shell: the component that clamps the stator stack, locates the bearings, drains winding heat to coolant or ambient air, and shields the windings from water, salt, dust and road debris.

การสนทนาเกี่ยวกับวัสดุมอเตอร์มักจะพูดถึงเรื่องเหล็กไฟฟ้าและการเคลือบลามิเนต นั่นเป็นการตัดสินใจแยกต่างหาก เนื่องจากการเคลือบจะอยู่ภายในวงจรแม่เหล็กในขณะที่ตัวเรือนเป็นส่วนที่มีโครงสร้างและระบายความร้อน สำหรับตัวที่อยู่อาศัยนั้น มีกลุ่มวัสดุสี่กลุ่มที่มีอิทธิพลเหนือ:

อลูมิเนียมอัลลอยด์หล่อขึ้นรูป เช่น ADC12 และ A380: เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับมอเตอร์ฉุดลาก EV หล่อในคราวเดียวด้วยแจ็คเก็ตระบายความร้อนและปุ่มยึด
เหล็กกล้าคาร์บอนประทับและเชื่อม: อุปกรณ์หลักสำหรับมอเตอร์เสริม มอเตอร์พัดลม ปั๊ม และตัวขับเคลื่อนทางอุตสาหกรรม
เหล็กกล้าไร้สนิม 304: ระบุเมื่อสัมผัสกับสารหล่อเย็น สเปรย์เกลือ หรือการชะล้าง ทำให้ไม่เคลือบเหล็กกล้าคาร์บอน
ท่อเหล็กผนังหนักและแผ่นหนา: สงวนไว้สำหรับมอเตอร์อุปกรณ์ที่รับน้ำหนักสูง สัมผัสกับแรงกระแทก และรวมเกียร์

เหตุใดอะลูมิเนียมจึงชนะโครงมอเตอร์ฉุดลาก EV

อะลูมิเนียมรับงานตัวครอบแบบฉุดลากด้วยตัวเลขสองตัว ได้แก่ ความหนาแน่นและความร้อน ที่ 2.7 g/cm3 เทียบกับ 7.85 g/cm3 สำหรับเหล็ก จะตัดมวลตัวเรือนลงประมาณ 65 เปอร์เซ็นต์ที่ปริมาตรเท่ากัน และมวลที่ถูกดึงออกจากช่วงส่งกลับของมอเตอร์ ค่าการนำความร้อนมีความสำคัญไม่แพ้กัน เนื่องจากตัวเรือนทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อนของสเตเตอร์: ขดลวดที่เย็นกว่าจะยึดแรงบิดอย่างต่อเนื่องมากกว่าก่อนที่จะลดความเร็วลง

2.7 g/cm3: ความหนาแน่นของอะลูมิเนียม

65% เบากว่าเหล็กในปริมาตรเท่ากัน

3-5 มม ความหนาของผนังหล่อทั่วไป

การหล่อแบบตายตัวยังชนะในการบูรณาการอีกด้วย ตัวเรือน ADC12 หรือ A380 หล่อแรงดันสูงมีปลอกกันน้ำ รูเซ็นเซอร์ และปุ่มยึดเป็นชิ้นเดียวโดยมีผนัง 3 ถึง 5 มม. บทลงโทษอยู่ที่การใช้เครื่องมือ: แม่พิมพ์หล่อมีราคาแพงและตัดจำหน่ายเฉพาะในโปรแกรมที่มีปริมาณมากเท่านั้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมอะลูมิเนียมจึงครองตลาดฉุดลาก 200,000 หน่วยต่อปี ไม่ใช่ตลาดเสริม 20,000 หน่วย

ค่าการนำความร้อนของโลหะตัวเรือนทั่วไป (W/mK)

อลูมิเนียม 6061 167

เครื่องบิน A380 หล่อ 96

เหล็กหล่อสีเทา 50

เหล็กกล้าคาร์บอน 50

สแตนเลส304 16

ค่าอุณหภูมิห้องโดยประมาณสำหรับโลหะผสมของตัวเรือนทั่วไป

ที่ที่ตัวเรือนมอเตอร์เหล็กเอาชนะอะลูมิเนียมด้วยต้นทุนรวม

เหล็กยังคงเป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผลไม่ว่าปริมาณต่อปีจะอยู่ในระดับปานกลาง รับน้ำหนักมาก หรือตัวเรือนจะต้องทนต่อการใช้งานที่ไม่เหมาะสมซึ่งอาจจะทำให้การหล่อแบบบางเสียหายได้ เหล็กดิบมีราคาประมาณหนึ่งในสามของอะลูมิเนียมต่อกิโลกรัม และสายการผลิตปั๊มและเชื่อมมีราคาถูกกว่าเครื่องมือมากกว่าเซลล์หล่อ ดังนั้น หากต่ำกว่าปริมาณที่การตัดจำหน่ายแม่พิมพ์หล่อ เหล็กจะได้กำไรจากต้นทุนต่อตัวเรือนสำเร็จรูป

โมดูลัสของเหล็กอยู่ที่ประมาณ 210 GPa เทียบกับอลูมิเนียมประมาณ 70 GPa ซึ่งมีความแข็งมากกว่าสามเท่า ดังนั้นผนังเหล็กที่บางกว่าจึงยังคงต้านทานการบุบและช่วยให้รูแบริ่งอยู่ในแนวเดียวกันภายใต้การสั่นสะเทือน

มีข้อโต้แย้งที่เงียบกว่าเช่นกัน: การขยายตัวเนื่องจากความร้อน แผงสเตเตอร์เป็นเหล็กซิลิกอน ดังนั้นตัวเรือนเหล็กจึงขยายและหดตัวในอัตราที่เกือบจะเท่ากับการเคลือบที่ยึดอยู่ ช่วยลดความเครียดจากการรบกวนที่เกิดขึ้นในวงจรความร้อน ตัวเรือนเหล็กเชื่อมสามารถนำกลับมาตัดเฉือนใหม่ได้และแก้ไขภายหลังในโปรแกรม ซึ่งการหล่อไม่สามารถทนทานได้

Inner Diameter 260 Heavy-Wall Motor Housing With Base

เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 260 ตัวเรือนมอเตอร์ผนังหนาพร้อมฐาน ตัวเรือนเหล็กผนัง 5 มม. พร้อมแผงขั้วต่อแบบเชื่อม ตัวดึงและขายึด เหมาะสำหรับมอเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่และงานหนัก ปรากฏที่เหล็กเชื่อมที่จับคู่ความร้อนและการตัดเฉือนใหม่ล่าช้า ดูผลิตภัณฑ์ →

นี่คือช่องทางที่ผู้เชี่ยวชาญด้านที่อยู่อาศัยครอบครอง เช่น Jiangsu Yufeng Electric Co., Ltd. ผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ 40 ปีในด้านโครงมอเตอร์ที่ทำจากเหล็ก การปั๊มภายในองค์กร การเชื่อม การตัดเฉือน และการปรับสภาพพื้นผิว และรายงานกำลังการผลิตต่อปีที่สูงกว่า 5 ล้านหน่วย ผู้ซื้อที่ต้องการภาพรวมด้านซัพพลายเออร์แบบเต็มสามารถดำเนินการได้ คู่มือผู้ซื้อตัวเรือนมอเตอร์เหล็ก ก่อนคัดเลือกพันธมิตร

ระบุอลูมิเนียมเมื่อใด

เป้าหมายระยะไกลทำให้ทุกกิโลกรัมมีค่า
ปริมาณประจำปีแสดงให้เห็นถึงเครื่องมือการหล่อ
ต้องหล่อแจ็คเก็ตระบายความร้อนด้วยของเหลว
ต้องใช้รูปทรงเรขาคณิตที่บางและซับซ้อน

ระบุเหล็กเมื่อใด

ปริมาณปานกลางหรืออายุการใช้งานของโปรแกรมสั้น
แรงกระแทก แรงสั่นสะเทือน หรือแรงภายนอกมีสูง
ฐานยึด ฉากยึด และความสามารถในการซ่อมบำรุง
คาดว่าจะมีการแก้ไขการออกแบบหลังการเปิดตัว

Inner Diameter 127 Heavy-Wall Motor Housing

เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 127 ตัวเรือนมอเตอร์ผนังหนา ตัวเรือนนี้ผลิตจากท่อเหล็กไร้ตะเข็บที่มีผนัง 7.9 มม. มีความแข็งแกร่ง ทนต่อแรงบิด และทนต่อความล้าสูง สำหรับงานอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง เชื่อมโยงข้อหารือเกี่ยวกับความสามารถของซัพพลายเออร์และการเลือกใช้วัสดุ ดูผลิตภัณฑ์ →

ตัวเรือนสแตนเลส 304 สำหรับสารหล่อเย็นและการกัดกร่อน

เมื่อศัตรูมีการกัดกร่อนมากกว่าน้ำหนัก สแตนเลส 304 จึงยุติข้อโต้แย้ง มอเตอร์อุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้าจะวางอยู่ข้างๆ ห่วงจ่ายน้ำหล่อเย็นไกลคอล ชุดแบตเตอรี่ และบริเวณสาดน้ำใต้ท้องรถมากขึ้น ตัวเรือนเหล็กกล้าคาร์บอนเคลือบจะล้มเหลวทันทีที่การเคลือบมีรอยขีดข่วน ในขณะที่สเตนเลส 304 ที่มีโครเมียมประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์และนิกเกิล 8 เปอร์เซ็นต์ จะสร้างชั้นพาสซีฟออกไซด์ขึ้นใหม่ และยังคงปกป้องหลังจากรอยขีดข่วนและการเชื่อม

เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 180 304SS ตัวเรือนมอเตอร์ ตัวเรือนสเตนเลส 304 ผนัง 3 มม. และตัวดึงแบบเชื่อมที่ทนทานต่อความชื้น กรด ด่าง และสเปรย์เกลือ เหมาะสำหรับงานเปียกหรืองานกัดกร่อน โดยที่การกัดกร่อนมีมากกว่าค่าการนำความร้อนที่ต่ำกว่าของสเตนเลส ดูผลิตภัณฑ์ →

ข้อแลกเปลี่ยนมีจริง สเตนเลส 304 นำไฟฟ้าเพียงประมาณ 16 วัตต์/เมตรเค หรือประมาณหนึ่งในสามของเหล็กกล้าคาร์บอน และมีน้ำหนัก 7.9 กรัม/ซม.3 เท่าเดิม ดังนั้นนักออกแบบจึงชดเชยด้วยครีบ เพิ่มพื้นที่ผิว หรือการบังคับไหลเวียนของอากาศ นั่นคือเหตุผลว่าทำไม 304 จึงปรากฏบ่อยที่สุดบนมอเตอร์เสริม ปั๊ม และอุปกรณ์ในการใช้งานแบบเปียกหรือแบบกัดกร่อน ซึ่งค่าการกัดกร่อนมีมากกว่าค่าปรับจากความร้อน

16 W/mK

ตัวเลขที่กำหนดว่าสเตนเลส 304 จัดอยู่ในตำแหน่งใด: ที่ใดก็ตามการป้องกันการกัดกร่อนมีค่ามากกว่าการแพร่กระจายความร้อน ตั้งแต่มอเตอร์ปั๊มน้ำหล่อเย็นที่อยู่ติดกันไปจนถึงอุปกรณ์ชะล้างและอุปกรณ์กลางแจ้ง

สำหรับคำแนะนำเชิงลึกเกี่ยวกับเกรด ผิวเคลือบ และกลยุทธ์การปิดผนึก โปรดดูนี้ คู่มือตัวเรือนมอเตอร์สแตนเลสเพื่อการออกแบบมอเตอร์ป้องกันการกัดกร่อน .

วัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV: รายการตรวจสอบการเปรียบเทียบและการเลือกอย่างรวดเร็ว

ตารางจะบีบอัดข้อดีข้อเสียต่างๆ ไว้ในมุมมองเดียว และรายการตรวจสอบจะเปลี่ยนเป็นกระบวนการที่โปรแกรมของคุณสามารถรันได้จริง

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของวัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV สี่ชนิดที่พบบ่อยที่สุด
วัสดุ	ความหนาแน่น (g/cm3)	ความนำไฟฟ้า (W/mK)	ความต้านทานการกัดกร่อน	ต้นทุนสัมพัทธ์	ภาษี EV ทั่วไป
อะลูมิเนียมหล่อขึ้นรูป (ADC12/A380)	2.7	96-110	เคลือบสารได้ดี	ปานกลาง-สูง	มอเตอร์ฉุด
เหล็กกล้าคาร์บอน, stamped and welded	7.85	ประมาณ 50	ต้องมีการเคลือบ	ต่ำ	มอเตอร์เสริม พัดลม และปั๊ม
สแตนเลส304	7.9	16	ยอดเยี่ยม	สูง	หน้าที่เปียก กัดกร่อน และชะล้าง
เหล็กผนังหนัก	7.85	ประมาณ 50	ต้องมีการเคลือบ	ต่ำ-medium	สูง-load equipment drives

ก่อนที่จะล็อควัสดุ ให้รันลำดับนี้:

วางแผนผังเส้นทางระบายความร้อนก่อน: ต่อเนื่องกับโหลดสูงสุด และไม่ว่าสารหล่อเย็นจะสัมผัสกับตัวเครื่องหรือความร้อนจะต้องเข้าถึงอากาศแวดล้อมเพียงอย่างเดียว
กำหนดราคากลยุทธ์การกัดกร่อน: ต้นทุนการเคลือบและการทดสอบเทียบกับสเตนเลสพรีเมียมตลอดอายุการใช้งาน
นับหน่วยต่อปี: แม่พิมพ์หล่อจะตัดจำหน่ายในปริมาณมาก ในขณะที่เครื่องมือปั๊มและเชื่อมยังคงประหยัดกว่ามาก
ตรวจสอบน้ำหนักรวม: ฐานยึด ขายึด และแรงภายนอกจะตัดสินใจว่าเมื่อใดจึงจำเป็นต้องสร้างกำแพงหนา
ตรวจสอบห่วงโซ่กระบวนการของซัพพลายเออร์: การปั๊ม การเชื่อม การตัดเฉือน และการปรับสภาพพื้นผิวภายใต้หลังคาเดียวกัน จะทำให้ลูปการแก้ไขสั้นลงเมื่อค่าเผื่อเบี่ยงเบนไป

ขั้นตอนเหล่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแฟชั่น แต่ละคนแปลงการตัดสินใจเรื่องที่อยู่อาศัยเป็นตัวเลขที่คณะกรรมการจัดหาสามารถปกป้องได้

คำถามที่พบบ่อย: วัสดุตัวเรือนมอเตอร์ EV

เหล็กสามารถเปลี่ยนอลูมิเนียมในตัวเรือนมอเตอร์ฉุด EV ได้หรือไม่

สามารถทำได้ และโปรแกรมสำหรับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์และอุตสาหกรรมบางโปรแกรมก็สามารถทำได้ แต่โปรแกรมการลากจูงรถโดยสารมักจะใช้อะลูมิเนียมเสมอ เนื่องจากมวลที่อยู่อาศัยอยู่ฝั่งระยะไกลของบัญชีแยกประเภท เหล็กจะปรากฏในบริเวณที่การรับน้ำหนักกระแทก เพดานต้นทุน หรือปริมาณการผลิตเอื้ออำนวย

วัสดุตัวเรือนเปลี่ยนประสิทธิภาพของมอเตอร์หรือไม่?

ไม่ได้โดยตรง แต่จะเปลี่ยนอุณหภูมิในการทำงาน และอุณหภูมิก็เปลี่ยนความต้านทานของทองแดง โครงสร้างที่นำความร้อนได้ดีกว่าจะช่วยลดอุณหภูมิของขดลวด ซึ่งช่วยลดการสูญเสีย และช่วยให้มอเตอร์มีกำลังต่อเนื่องยาวนานขึ้น โดยปกติแล้วแผนที่ประสิทธิภาพจะถูกเสนอราคาที่อุณหภูมิคงที่ด้วยเหตุผลนี้

เหตุใดสเตนเลส 304 จึงหายากในมอเตอร์ฉุดแต่พบได้ทั่วไปในที่อื่น

เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้า 16 W/mK และความหนาแน่น 7.9 g/cm3 ถือเป็นการแลกเปลี่ยนที่ผิดในระดับแรงดึง ซึ่งมีการขยายทั้งความร้อนและมวล ในมอเตอร์เสริมที่มีขนาดเล็ก การลงโทษสัมบูรณ์จะมีเพียงเล็กน้อย ในขณะที่ประโยชน์จากการกัดกร่อนนั้นมีมาก

ตัวเรือนเหล็กเชื่อมสามารถมีความแม่นยำได้มากเพียงใด

การขึ้นรูปและการเชื่อมทำให้เกิดรูปทรงเรขาคณิตที่หยาบ แต่รูแบริ่งสุดท้ายและหน้ายึดจะถูกกลึงหลังการเชื่อม ซัพพลายเออร์ที่บริหารงานอย่างดีถือที่นั่งตลับลูกปืนกลึงไว้สักสองสามร้อยมิลลิเมตร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมห่วงโซ่กระบวนการจึงตัดสินใจในเรื่องความแม่นยำ ไม่ใช่แค่วัสดุเพียงอย่างเดียว