Vorteile eines Aluminium-Elektromotors

Trotz der großen Debatte zwischen Kupfer und Aluminium gibt es Motorenhersteller, die in ihren kleineren Motoren Aluminiumdraht verwenden. Dies ist ein großer Vorteil für den Hersteller, da es die Produktionskosten senkt.

Die Herausforderung besteht darin, die Enden des Aluminiumdrahts richtig zu verbinden, um die Leitfähigkeit sicherzustellen. Dazu verwenden sie Hochdruck-Crimpverbinder.

Kostengünstig

Im Vergleich zu Stahl ist Aluminium deutlich günstiger. Es verfügt außerdem über eine hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit. Dadurch kann die Wärme schneller und effizienter abgeführt werden. Dadurch werden Motorverluste reduziert und die Leistung gesteigert. Darüber hinaus hat es eine geringere Dichte und lässt sich leichter im Druckgussverfahren herstellen.

Aus diesen Gründen ist es kein Wunder, dass immer mehr Unternehmen auf umsteigen Aluminium-Elektromotoren . Noch deutlicher ist der Trend in der Automobilindustrie, wo Aluminium zu einem wichtigen Werkstoff geworden ist. Nemak beispielsweise hat Aufträge zur Herstellung von Batteriegehäusekomponenten aus Aluminium im Wert von bis zu 830 Millionen US-Dollar erhalten.

Ein vollständig geschlossenes, unbelüftetes Aluminium-Motorgehäuse eignet sich für Umgebungen mit Schmutz und Feuchtigkeit. Es ist auch sicher für Umgebungen, die Gase der Gruppe B (Wasserstoff, Butadien, Propylenoxid und Ethylenoxid) und Kohlenstaub enthalten. Allerdings bildet es keinen luftdichten Rahmen und benötigt Kühlventilatoren. Dieser Motortyp sollte in einem UL-zugelassenen explosionsgeschützten Gehäuse untergebracht werden.

Korrosionsbeständig

Obwohl Aluminium ein reaktives Metall ist, weist es aufgrund der Bildung eines schützenden Oxidfilms auf seiner Oberfläche gute Korrosionsbeständigkeitseigenschaften auf. Diese Schicht ist hart und haftet am Metall, sodass versehentliche Abschürfungen automatisch repariert werden.

Diese Beschichtung kann durch Pulverbeschichtung aufgebracht werden, einem elektrostatischen Verfahren, bei dem ein negativ geladenes Aluminiumpulver auf der Oberfläche des Aluminiummotorgehäuses abgeschieden wird. Anschließend wird die Beschichtung durch Hitze ausgehärtet. Das Verfahren ist umweltfreundlich und erzeugt eine harte, dauerhafte Beschichtung, die wasser- und korrosionsbeständig ist.

Die in Elektromotoren verwendeten Aluminium-Kupfer-Legierungen weisen eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit auf. Sie können jedoch nicht in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Diese Legierungen enthalten Kupfer, das brennbar ist und daher in explosionsgeschützten Gehäusen nicht akzeptabel ist. Darüber hinaus können diese Legierungen Funken verursachen, wenn sie mit anderen Metallen gerieben werden. Dies stellt bei normalem Gebrauch kein Problem dar, kann jedoch beim Versuch, die Wicklungen zu löten, ein Problem darstellen.

Hohe Festigkeit

Die Verwendung von Aluminium im Motordesign kann zu erheblichen Kosteneinsparungen führen. Durch das geringe Gewicht von Aluminium sind weniger Befestigungsschrauben erforderlich, was Material und Montagezeit spart. Seine Duktilität ermöglicht es den Ingenieuren außerdem, den Platz im Motor besser zu nutzen und so die Effizienz und Leistungsabgabe zu steigern.

Auch die Lackdrahtkonstruktion eines Motors bietet die Möglichkeit zur Leistungssteigerung. Während Kupfer das Standardmaterial für Magnetdrähte ist, ist Aluminium eine im Handel erhältliche Alternative. Aufgrund der geringeren Leitfähigkeit von Aluminium wären jedoch größere Drahtdurchmesser erforderlich, um die gleichen Leistungen zu erzielen.

Glücklicherweise können neue Fertigungstechniken wie das Advanced Liquid Pressure Forming bestimmte Bereiche einer Komponente mit einem dieser Hochleistungsmaterialien verstärken, wodurch der Durchmesser des Drahtes verringert und seine Leitfähigkeit verbessert wird. Dieser Ansatz kann besonders bei einem Elektrofahrzeug nützlich sein, wo die hohen Kosten der Batterieherstellung die Verfolgung von Leichtbaustrategien motivieren. Diese Ansätze können dazu beitragen, die umgekehrte Beziehung zwischen mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit auszugleichen, mit der Magnetdrahtmaterialien seit langem zu kämpfen haben.

Leicht

Aluminium ist ein leichtes Material, das den Einbau von Elektromotoren in ein Fahrzeug erleichtert. Dies ermöglicht einen niedrigeren Schwerpunkt und damit eine höhere Kraftstoffeffizienz.

Darüber hinaus hält Aluminium rauen Umweltbedingungen stand. Dies macht es zu einer guten Wahl für den Einsatz in Motoren, die Schmutz und Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Wellste bietet viele Arten von Aluminium-Motorgehäusen an, darunter auch explosionsgeschützte Aluminium-Motorgehäuse.

Da die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen wächst, verzeichnen Unternehmen, die Aluminiumteile herstellen, ein starkes Geschäftswachstum. Dazu gehören Nemak aus Mexiko, Linamar aus Kanada und Constellium aus Frankreich. Linamar investiert beispielsweise in die Herstellung von Batterieträgern für Elektrofahrzeuge, die bis 2023 20 % seines Verkaufsvolumens ausmachen könnten. Dies liegt daran, dass viele der gleichen Prozesse, die für herkömmliche Autos mit Verbrennungsmotor verwendet werden, für die Herstellung von Elektrofahrzeugen wiederverwendet werden können Komponenten. Dadurch werden sowohl die Zeit als auch die Kosten für die Herstellung von Elektrofahrzeugen reduziert.