مزايا محرك كهربائي من الألومنيوم

على الرغم من الجدل الكبير بين النحاس والألمنيوم ، هناك شركات تصنيع محركات تستخدم أسلاك الألمنيوم في محركاتها الأصغر. هذه فائدة كبيرة للشركة المصنعة لأنها تقلل من تكلفة الإنتاج.

يكمن التحدي في توصيل أطراف سلك الألمنيوم بشكل صحيح لضمان التوصيل. للقيام بذلك ، يستخدمون موصلات تجعيد خارقة للضغط العالي.

تكلفة منخفضة

بالمقارنة مع الفولاذ ، فإن الألمنيوم أرخص بكثير. كما أن لديها موصلية حرارية وكهربائية فائقة. هذا يعني أنه يمكنه تبديد الحرارة بشكل أسرع وأكثر كفاءة. نتيجة لذلك ، يقلل من خسائر المحرك ويزيد من الأداء. علاوة على ذلك ، تتميز بكثافة أقل وأسهل في الصب.

لهذه الأسباب ، فلا عجب أن المزيد والمزيد من الشركات تتحول إلى محركات كهربائية من الألومنيوم . يظهر هذا الاتجاه بشكل أكثر وضوحًا في صناعة السيارات ، حيث أصبح الألمنيوم مادة مهمة. Nemak ، على سبيل المثال ، فازت بعقود لإنتاج مكونات بطاريات الألومنيوم تصل قيمتها إلى 830 مليون دولار.

هيكل المحرك المصنوع من الألمنيوم غير المهوى المغلق بالكامل مناسب للسيناريوهات التي تحتوي على الأوساخ والرطوبة. كما أنه آمن للبيئات التي تحتوي على غازات المجموعة ب (الهيدروجين ، البوتادين ، أكسيد البروبيلين وأكسيد الإيثيلين) وغبار الفحم. ومع ذلك ، فإنه لا يشكل إطارًا محكم الإغلاق ويحتاج إلى مراوح تبريد. يجب وضع هذا النوع من المحركات في حاوية مقاومة للانفجار معتمدة من UL.

مقاومة للتآكل

على الرغم من حقيقة أن الألومنيوم معدن تفاعلي ، إلا أنه يتمتع بخصائص مقاومة جيدة للتآكل بسبب تكوين طبقة أكسيد واقية على سطحه. هذه الطبقة صلبة وملتصقة بالمعدن ، لذلك يتم إصلاح أي خدوش عرضية تلقائيًا.

يمكن تطبيق هذا الطلاء من خلال الطلاء بالمسحوق ، وهي عملية كهروستاتيكية يتم فيها ترسيب مسحوق الألمنيوم سالب الشحنة على سطح جسم محرك الألمنيوم. ثم يتم معالجة الطلاء بالحرارة. هذه العملية صديقة للبيئة وتنتج طلاءًا قويًا ومتينًا مقاومًا للماء والتآكل.

تتمتع سبائك الألومنيوم والنحاس المستخدمة في المحركات الكهربائية بمقاومة جيدة للتآكل. ومع ذلك ، لا يمكن استخدامها في الأجواء المتفجرة. تحتوي هذه السبائك على النحاس ، وهو مادة قابلة للاشتعال وبالتالي فهي غير مقبولة في العبوات المقاومة للانفجار. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب هذه السبائك شررًا إذا تم فركها بمعادن أخرى. هذه ليست مشكلة في الاستخدام العادي ، ولكنها قد تكون مشكلة عند محاولة لحام اللفات.

قوة عالية

يمكن أن يؤدي استخدام الألومنيوم في تصميم المحرك إلى توفير كبير في التكلفة. يعني الوزن الخفيف للألمنيوم أن هناك حاجة إلى عدد أقل من مسامير التثبيت ، مما يوفر المواد ووقت التجميع. كما تتيح ليونة المحرك للمهندسين الاستفادة بشكل أكبر من المساحة داخل المحرك ، مما يزيد من الكفاءة وإنتاج الطاقة.

يعتبر بناء الأسلاك المغناطيسية للمحرك أيضًا فرصة لتحقيق مكاسب في الأداء. في حين أن النحاس هو مادة الأسلاك المغناطيسية القياسية ، فإن الألومنيوم هو بديل متاح تجاريًا. ومع ذلك ، بسبب الموصلية المنخفضة للألمنيوم ، ستكون هناك حاجة إلى أقطار أسلاك أكبر لتحقيق نفس مخرجات الطاقة.

لحسن الحظ ، يمكن لتقنيات التصنيع الجديدة مثل التشكيل المتقدم بضغط السائل أن تعزز بشكل انتقائي مناطق المكون بإحدى مواد الأداء هذه ، مما يقلل قطر السلك ويحسن التوصيل. قد يكون هذا النهج مفيدًا بشكل خاص في السيارة الكهربائية حيث تحفز التكلفة العالية لتصنيع البطاريات على السعي وراء استراتيجيات الوزن الخفيف. يمكن أن تساعد هذه الأساليب في موازنة العلاقة العكسية بين القوة الميكانيكية والتوصيل الكهربائي الذي يعاني منذ فترة طويلة من مواد الأسلاك المغناطيسية.

وزن خفيف

الألومنيوم مادة خفيفة الوزن ، مما يسهل تركيب المحركات الكهربائية داخل السيارة. هذا يسمح بمركز ثقل أقل ، وبالتالي كفاءة أكبر في استهلاك الوقود.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للألمنيوم أن يتحمل الظروف البيئية القاسية. هذا يجعلها خيارًا جيدًا للاستخدام في المحركات المعرضة للأوساخ والرطوبة. تقدم Wellste أنواعًا عديدة من حاويات المحركات المصنوعة من الألومنيوم ، بما في ذلك أجسام المحركات المصنوعة من الألومنيوم المقاومة للانفجار.

مع نمو الطلب على السيارات الكهربائية ، تشهد الشركات التي تنتج أجزاء من الألومنيوم نموًا قويًا في أعمالها. وهذا يشمل Nemak في المكسيك ، و Linamar الكندية ، و Constellium التي تتخذ من فرنسا مقراً لها. على سبيل المثال ، تستثمر شركة Linamar في إنتاج علبة بطارية للسيارات الكهربائية ، والتي يمكن أن تمثل 20٪ من حجم مبيعاتها بحلول عام 2023. ويرجع ذلك إلى أنه يمكن إعادة استخدام العديد من العمليات نفسها المستخدمة في السيارات التقليدية التي تعمل بمحركات ICE لصنع EV عناصر. سيؤدي ذلك إلى تقليل وقت وتكلفة تصنيع المركبات الكهربائية