通過自動驅動設計與發夾式繞組的3D打印相結合，成就更好的商用車驅動電氣化
道路貨運的可持續發展實現零碳只能通過動力系統的電氣化來實現。主要焦點是電動機，不僅必須特別可靠并具有較長的使用壽命，而且盡管其尺寸與性能相關，但還必須安裝在車輛內部相對較小的空間中，即電動機本身必須相應緊湊。這需要昂貴且通常復雜的冷卻設計理念。
德國聯邦經濟和氣候保護部資助的KOHANA項目希望創建了一個可以自動化的設計過程，結合不同的工程學科，并考慮了功能和制造要求，通過自動驅動設計與發夾式繞組的3D打印相結合，從而實現一種創新的制造工藝，使得無需高額初始投資即可生產各種型號的電動機。
3D打印電機繞組
© Fraunhofer IFAM
3D打印電機繞組的技術邏輯
© 3D科學谷白皮書
優化的發夾設計
在電機中，導電材料用于以最小的焦耳熱維持電機內的電流。這些損耗主要發生在電機電磁鐵循環通電的定子繞組內。與焦耳損耗相關的主要本征材料特性是電導率或其倒數 – 材料電阻率。對用于電機導體制造的 AM 增材制造方法的興趣是雙重的：首先，AM增材制造有助于以具有成本效益的方式制造新型高性能繞組輪廓，其次，它能夠將機電組件集成到多材料組件中。
在所有應用領域，例如汽車技術或農業機械技術，電力驅動都面臨著能源效率、提高性能和扭矩、降低成本和可靠性的挑戰。通過3D打印，在定子體積相同的情況下提高了性能。此外，發夾定子可以得到更好的冷卻。此前，傳統制造的方法問題是生產中使用的技術非常復雜，特別是在必要的彎曲和焊接工藝方面。此外，生產時還需要專用工具。
KOHANA 通過自動驅動設計與發夾式繞組的3D打印相結合，一方面可以降低生產成本，另一方面可以加速不同變體的開發。此外，只有自動化開發流程才能最佳地利用3D打印的自由度。
解決商用車電驅動系統問題
作為該項目的一部分，KOHANA 項目合作伙伴正在開發一款配備 3D 打印繞組的電動機。該開發基于結合不同工程學科的自動化開發流程。KOHANA 項目依賴于三個相關合作伙伴之間的密切合作和內容相關的互動。作為車橋制造商，BPW集團承擔系統集成商的角色，解決有關商用車電橋設計的具體問題，尤其是整個系統的熱設計。作為電機部件增材制造領域的專家，Additive Drives 這家公司承擔了進一步開發和設計發夾式繞組商用車電動驅動器銅繞組用于增材制造制造工藝的任務。
Fraunhofer IFAM-弗勞恩霍夫IFAM研究所的工作重點是端部繞組幾何形狀的自動優化設計，同時考慮到電氣和電磁以及生產相關的影響。Fraunhofer IFAM 從電機或發夾定子的布局和設計角度出發。主要開發工作包括具有高扭矩和功率密度的緊湊型電力驅動器的設計和開發；開發新的電力驅動制造工藝；控制設備的硬件和軟件開發，包括效率優化的驅動控制和車輛控制；原型和功能模型的構建和測試。
KOHANA 項目支持的電力驅動開發技術主要專注于電機及其組件的概念、設計、原型構建和測試。此外，開發團隊正在開發制造實施、控制和監管的新方法。重點是提高功率、扭矩密度和效率，以及進一步開發電力驅動的新型制造技術。
(責任編輯：admin)
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