EV 모터 하우징 재료 비교: 알루미늄, 강철 및 스테인리스 가이드

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EV 모터 하우징 재료 비교: 알루미늄, 강철 및 스테인리스 가이드

거의 모든 볼륨의 배터리 전기 자동차를 분해하면 동일한 내용이 두 번 나타납니다. 트랙션 모터는 다이캐스트 알루미늄으로 포장되어 있고 그 옆에 있는 냉각수 펌프, 냉각 팬 및 HVAC 송풍기는 용접 강철을 마모시킬 가능성이 높습니다. 두 선택 모두 정확하며 둘 다 하나의 질문에 답합니다. EV 모터 하우징 소재 주어진 듀티 사이클에서 스스로 비용을 지불합니까? 부주의하게 대답하면 나중에 초과 질량, 부식 보증 청구 또는 조달 협상에서 살아남을 수 없는 주택 비용으로 청구서가 도착합니다. 이 가이드에서는 중요한 금속과 엔지니어링 및 구매 팀이 실제로 논쟁을 벌이는 수치를 비교합니다.

2-3배

알루미늄은 탄소강보다 열을 2~3배 더 잘 전달하지만 강성, 단가 및 부식 전략이 물리학만큼 많은 하우징 프로그램을 결정하기 때문에 강철은 여전히 EV 보조 모터에서 큰 비중을 차지합니다.

EV 모터 하우징 재료란 무엇입니까?

작업 정의

EV 모터 하우징 소재 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.

모터 재료에 대한 대화는 종종 전기강판과 적층 코팅으로 흘러갑니다. 이는 별도의 결정입니다. 왜냐하면 라미네이션은 자기 회로 내부에 있고 하우징은 구조적 및 열적 부품이기 때문입니다. 주택 자체의 경우 네 가지 재료 계열이 지배적입니다.

  • ADC12 및 A380과 같은 다이캐스트 알루미늄 합금: EV 견인 모터의 기본값이며 냉각 재킷 및 장착 보스와 함께 한 번에 주조됩니다.
  • 스탬핑 및 용접 탄소강: 보조 모터, 팬 모터, 펌프 및 산업용 드라이브의 주력 제품입니다.
  • 304 스테인리스강: 냉각수 접촉, 염수 분무 또는 세척이 코팅된 탄소강을 배제할 때 지정됩니다.
  • 벽이 두꺼운 강철 튜브 및 두꺼운 플레이트: 고부하, 충격 노출 및 기어 일체형 장비 모터용으로 사용됩니다.

알루미늄이 EV 견인 모터 하우징을 획득한 이유

알루미늄은 밀도와 열이라는 두 가지 수치로 견인 하우징 작업을 수행합니다. 강철의 경우 7.85g/cm3에 비해 2.7g/cm3로 동일한 부피에서 하우징 질량을 약 65% 줄이고 모터 복귀 범위에서 질량을 제거합니다. 하우징이 고정자의 방열판 역할을 하기 때문에 열 전도성도 그만큼 중요합니다. 냉각기 권선은 정격 감소 전에 더 지속적인 토크를 유지합니다.

2.7 g/cm3: 알루미늄 밀도
65% 같은 부피의 강철보다 가볍습니다.
3~5mm 일반적인 주조 벽 두께

다이 캐스팅도 통합에서 승리합니다. 고압 다이캐스트 ADC12 또는 A380 하우징은 3~5mm 벽의 단일 부품에 워터 재킷, 센서 보어 및 장착 보스를 포함합니다. 단점은 툴링입니다. 주조 다이는 비싸고 대량 프로그램에서만 상각됩니다. 이것이 바로 알루미늄이 20,000개 보조 시장이 아닌 연간 200,000개 트랙션 시장을 지배하는 이유입니다.

일반 하우징 금속의 열전도율(W/mK)
알루미늄 6061 167
다이캐스트 A380 96
회주철 50
탄소강 50
스테인레스 304 16
일반적인 하우징 합금의 대략적인 실내 온도 값입니다.

강철 모터 하우징이 총 비용에서 알루미늄을 능가하는 경우

강철은 연간 생산량이 적당하고 하중이 크거나 하우징이 얇은 주물에 흠집을 낼 수 있는 남용을 견뎌야 하는 곳에서는 합리적인 선택을 유지합니다. 원강의 가격은 킬로그램당 약 3분의 1의 알루미늄이며, 스탬핑 및 용접 라인은 다이캐스팅 셀보다 도구 제작 비용이 훨씬 저렴하므로 주조 다이가 상각되는 용량보다 적으면 완성된 하우징당 비용에서 강철이 승리합니다.

강철의 모듈러스는 약 210GPa이고 알루미늄의 경우 약 70GPa로 강성이 3배 더 얇습니다. 따라서 더 얇은 강철 벽은 찌그러짐을 방지하고 진동에도 베어링 보어를 정렬된 상태로 유지합니다.

더 조용한 주장도 있습니다: 열팽창. 고정자 스택은 실리콘 강철이므로 강철 하우징은 적층과 거의 동일한 속도로 팽창 및 수축하여 열 사이클 전반에 걸쳐 억지 끼워맞춤 시 응력을 낮춥니다. 용접된 강철 하우징은 프로그램 후반부에 재가공되고 수정될 수도 있는데, 이는 주물이 허용할 수 없는 일입니다.

Inner Diameter 260 Heavy-Wall Motor Housing With Base 내부 직경 260 베이스가 있는 두꺼운 벽 모터 하우징 용접된 단자대, 리프팅 러그 및 장착 풋이 있는 5mm 벽 강철 하우징으로 대형 산업용 및 고강도 모터에 적합합니다. 열적으로 일치하는 용접 강철과 늦은 재가공 문제가 나타나는 곳입니다. 제품보기 →

이는 강철 모터 인클로저, 사내 스탬핑, 용접, 기계 가공 및 표면 처리 분야에서 40년 동안 제조업체를 보유하고 있으며 연간 생산 능력이 500만 개가 넘는 것으로 보고된 Jiangsu Yufeng Electric Co., Ltd.와 같은 주택 전문가들이 차지하고 있는 차선입니다. 공급업체 측의 전체 그림을 원하는 구매자는 이 방법을 통해 작업할 수 있습니다. 스틸 모터 하우징 구매자 가이드 파트너를 최종 후보로 선정하기 전에.

다음의 경우 알루미늄을 지정하십시오.

  • 범위 목표는 모든 킬로그램을 중요하게 만듭니다.
  • 연간 볼륨은 주조 툴링을 정당화합니다.
  • 액체 냉각 재킷을 주조해야 합니다.
  • 얇고 복잡한 형상이 필요합니다.

다음의 경우 강철을 지정하십시오.

  • 볼륨이 적당하거나 프로그램 수명이 짧습니다.
  • 충격, 진동 또는 외부 하중이 높음
  • 장착 베이스, 브래킷 및 서비스 가능성이 중요합니다.
  • 출시 후 디자인 수정이 예상됩니다.
Inner Diameter 127 Heavy-Wall Motor Housing 내경 127 두꺼운 벽 모터 하우징 7.9mm 벽의 이음매 없는 강철 튜브로 제작된 이 하우징은 까다로운 산업 작업에 적합한 높은 강성, 비틀림 강도 및 피로 저항을 제공하여 공급업체 역량 및 재료 선택에 대한 논의를 연결합니다. 제품보기 →

냉각수 및 부식을 위한 304 스테인리스 스틸 하우징

무게보다 부식이 적이면 304 스테인리스 스틸이 논쟁을 끝낸다. 전기 장비 모터는 글리콜 냉각수 루프, 배터리 팩 및 차체 하부 스플래시 구역 옆에 점점 더 많이 배치됩니다. 코팅된 탄소강 하우징은 코팅이 긁히는 순간 파손되는 반면, 대략 18%의 크롬과 8%의 니켈로 구성된 304 스테인리스는 수동 산화물 층을 재구성하고 긁힘과 용접 후에도 계속 보호합니다.

Inner Diameter 180 304SS Motor Housing 내경 180 304SS 모터 하우징 습기, 산, 알칼리 및 염수 분무에 강한 3mm 벽과 용접 리프팅 러그가 있는 304 스테인리스 하우징입니다. 부식 마진이 스테인리스의 낮은 열 전도성보다 더 큰 습식 또는 부식성 서비스에 이상적입니다. 제품보기 →

절충안은 실제입니다. 스테인리스 304는 탄소강의 약 1/3인 약 16W/mK만 전도하고 무게는 7.9g/cm3이므로 설계자는 핀, 추가 표면적 또는 강제 공기 흐름으로 보상합니다. 그렇기 때문에 304는 부식 여유가 열적 불이익보다 더 큰 습식 또는 부식성 서비스의 보조 모터, 펌프 및 장비에 가장 자주 나타나는 이유입니다.

16W/mK

304 스테인리스가 속하는 위치를 결정하는 숫자: 냉각수 인접 펌프 모터부터 세척 및 실외 장비에 이르기까지 부식 방지가 열 확산보다 중요한 모든 곳.

등급, 마감 및 밀봉 전략에 대한 더 자세한 내용은 다음을 참조하세요. 부식 방지 모터 설계를 위한 스테인리스 모터 하우징 가이드 .

EV 모터 하우징 재료: 빠른 비교 및 선택 체크리스트

표는 장단점을 하나의 보기로 압축하고 체크리스트는 이를 프로그램이 실제로 실행할 수 있는 프로세스로 변환합니다.

가장 일반적인 4가지 EV 모터 하우징 재료의 특성 비교.
소재 밀도(g/cm3) 전도도(W/mK) 내식성 상대 비용 일반적인 EV 의무
다이캐스트 알루미늄(ADC12/A380) 2.7 96-110 코팅에 좋음 중간 높음 견인 모터
탄소강, stamped and welded 7.85 약 50 코팅이 필요합니다 낮음 보조, 팬 및 펌프 모터
304 스테인레스 스틸 7.9 16 우수 높음 습식, 부식성 및 세척 의무
두꺼운 강철 7.85 약 50 코팅이 필요합니다 낮음-medium 높음-load equipment drives

재료를 잠그기 전에 다음 시퀀스를 실행하십시오.

  1. 열 경로를 먼저 매핑하십시오. 연속 부하와 최대 부하, 그리고 냉각수가 하우징에 접촉하는지 아니면 열이 주변 공기에만 도달해야 하는지를 파악합니다.
  2. 부식 전략에 대한 가격 책정: 전체 서비스 수명 동안 스테인리스 프리미엄 대비 코팅 및 테스트 비용.
  3. 연간 단위 계산: 주조 다이는 대량으로 상각되는 반면 스탬핑 및 용접 툴링은 훨씬 낮은 경제성을 유지합니다.
  4. 통합 하중 확인: 마운팅 베이스, 브래킷 및 외부 힘에 따라 두꺼운 벽 구조가 필요한 시기가 결정됩니다.
  5. 공급업체 프로세스 체인을 감사합니다. 한 지붕 아래에서 스탬핑, 용접, 기계 가공 및 표면 처리를 수행하면 공차가 변동할 때 수정 루프가 단축됩니다.
이 단계 중 어느 것도 패션에 의존하지 않습니다. 각각은 주택 결정을 소싱 위원회가 방어할 수 있는 수치로 변환합니다.

FAQ: EV 모터 하우징 재료

EV 견인 모터 하우징에서 강철이 알루미늄을 대체할 수 있습니까?

가능하며 일부 상업용 차량 및 산업용 프로그램에서는 가능하지만 승용차 견인 프로그램은 하우징 질량이 원장의 레인지 쪽에 위치하기 때문에 거의 항상 알루미늄을 사용합니다. 강철은 충격 하중, 비용 상한선 또는 생산량이 선호되는 곳에 나타납니다.

하우징 재질이 모터 효율을 변경합니까?

직접적으로는 아니지만 작동 온도가 변경되고 온도가 구리 저항을 변경합니다. 열을 더 잘 전도하는 하우징은 권선 온도를 낮추어 손실을 줄이고 모터가 더 오랫동안 연속 전력을 유지할 수 있게 해줍니다. 이러한 이유로 효율성 맵은 일반적으로 고정된 온도에서 인용됩니다.

304 스테인리스가 트랙션 모터에서는 드물지만 다른 곳에서는 흔히 사용되는 이유는 무엇입니까?

16W/mK 전도도와 7.9g/cm3 밀도는 열과 질량이 모두 증폭되는 견인 규모에서는 잘못된 거래이기 때문입니다. 더 작은 보조 모터에서는 절대적인 불이익은 작지만 부식의 이점은 큽니다.

용접 강철 하우징은 어느 정도의 정확도를 달성할 수 있습니까?

성형 및 용접은 대략적인 형상을 설정하지만 최종 베어링 보어와 장착면은 용접 후에 가공됩니다. 잘 운영되는 공급업체는 가공된 베어링 시트를 수백 분의 1밀리미터까지 유지하므로 재료만이 아니라 프로세스 체인이 정밀도를 결정합니다.

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