Para Peneliti Sedang Mengembangkan Motor Listrik Plastik Yang Didinginkan Secara Langsung

2023 Pengarang: Hannah Pearcy | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-11-26 11:42

Untuk keseimbangan energi yang lebih baik, e-mobil harus lebih ringan - dan motor juga harus langsing. Salah satu kemungkinan adalah dengan membuatnya dari plastik yang diperkuat serat. Untuk alasan ini, peneliti dari Institut Fraunhofer untuk Teknologi Kimia TIK telah mengembangkan konsep pendinginan baru bersama dengan Institut Teknologi KIT Karlsruhe, yang memungkinkan penggunaan plastik sebagai bahan perumahan. Keuntungan lain dari konsep: kepadatan daya dan efisiensi drive meningkat secara signifikan dibandingkan dengan keadaan seni.

Pendinginan langsung stator dan rotor

Motor listrik dan baterai membentuk elemen utama kereta penggerak listrik. Kepadatan daya tinggi, ruang pemasangan kecil di dalam kendaraan listrik dan tingkat efisiensi yang tinggi memainkan peran khusus dalam memastikan mobilitas yang berkelanjutan. Dalam proyek kerja sama "Demil" kependekan dari " D irektgekühlter E lektromotor m it i ntegralem L eichtbaugehäuse", peneliti sedang mengembangkan konsep baru, yang ditandai dengan pendinginan langsung stator dan rotor secara bersamaan.

Robert Maertens, ilmuwan di Fraunhofer ICT, menjelaskan: “Motor listrik terdiri dari rotor yang berputar dan stator yang tetap. Ada kabel tembaga luka di stator melalui mana arus mengalir. Sebagian besar kerugian listrik terjadi di sini. Inovasi nyata dari konsep kami terletak pada stator."

Motor listrik

Inilah yang tampak seperti teknologi penggerak masa depan

Motor mencapai output kontinu yang lebih tinggi

Motor listrik memiliki efisiensi tinggi lebih dari 90%. Sebagian besar daya listrik diubah menjadi tenaga mekanis. Sisanya sekitar 10% dari daya listrik hilang karena panas. Untuk mencegah motor dari overheating, panas di stator sejauh ini telah hilang melalui perumahan logam untuk membentuk jaket pendingin dengan air dingin. Tim peneliti mengganti kawat bundar dengan kawat pipih persegi panjang, yang dapat digulung lebih dekat ke stator. Ini menciptakan lebih banyak ruang untuk saluran pendingin yang berdekatan di sebelah kabel datar.

Efeknya: Optimalisasi ini memungkinkan kehilangan panas dibuang melalui saluran pendingin internal dan tidak lagi harus diangkut melalui rumah logam ke jaket pendingin. Jaket pendingin tidak lagi diperlukan dalam konsep ini. Sebagai akibatnya, kelembaman termal lebih rendah dan motor juga mencapai keluaran kontinu yang lebih tinggi. Selain itu, kehilangan panas rotor juga dapat didisipasi di motor dengan mendinginkan rotor.

Pencetakan 3D

Para peneliti mencetak motor listrik lengkap untuk pertama kalinya

Konstruksi ringan untuk mesin

Karena panas hilang di tempat itu dihasilkan, para ilmuwan dapat merancang seluruh motor dan perumahan dalam konstruksi plastik, sehingga menyadari keuntungan lebih lanjut. Scientist Maertens menjelaskan: “Plastik itu ringan dan lebih mudah dibuat daripada rumah aluminium. Bahkan geometri yang kompleks dimungkinkan tanpa post-processing, sehingga secara keseluruhan kami menghemat banyak berat dan biaya.” Logam yang sebelumnya dibutuhkan, yang berfungsi sebagai konduktor panas, dapat diganti dengan plastik - konduktor panas yang buruk.

Mitra proyek mengandalkan plastik termoset yang diperkuat serat, yang dicirikan oleh ketahanan suhu tinggi dan ketahanan tinggi terhadap cairan pendingin yang agresif. Tidak seperti termoplastik, mereka tidak membengkak ketika bersentuhan dengan bahan kimia.

Tip: Rapat pengguna konstruksi ringan Rapat pengguna konstruksi ringan memberikan jawaban atas semua pertanyaan penting terkait konstruksi ringan. Dalam ceramah dan forum praktis yang menarik, para peserta belajar hal-hal paling penting tentang konsep, struktur, bahan dan pembuatan konstruksi ringan.

Informasi lebih lanjut: Rapat pengguna untuk konstruksi ringan

Motor listrik dapat diproduksi secara massal

Rumah plastik diproduksi menggunakan proses pencetakan injeksi otomatis. Prototip dibuat dalam waktu siklus empat menit. Stator itu sendiri dilapis dengan senyawa cetakan epoksi panas-konduktif dalam proses pencetakan transfer. Tim peneliti telah merancang motor listrik dalam hal desain dan proses pembuatannya sehingga dapat diproduksi secara massal.

Rakitan stator telah selesai dan konsep pendinginan telah divalidasi secara eksperimental. Ilmuwan Maertens merangkum status proyek saat ini: “Kami telah membawa jumlah panas ke gulungan tembaga yang akan dihasilkan dalam operasi nyata sesuai dengan simulasi. Kami dapat menunjukkan bahwa kami sudah dapat mendinginkan lebih dari 80% dari kehilangan daya yang diharapkan. Ada juga pendekatan untuk sisa hampir 20%, misalnya dengan mengoptimalkan aliran air pendingin. Rotor saat ini sedang disiapkan sehingga kami dapat segera mengoperasikan motor di bangku uji dari lembaga teknik listrik dan memvalidasi itu dalam operasi nyata."

Motor untuk mobil listrik

Pengembangan motorik ekstrem - enam bulan untuk prototipe

Motor torsi

Motor torsi - kekuatan, area aplikasi dan kriteria optimisasi tipikal

Buku "Desain Drive Manual Praktis" membantu dalam pemilihan komponen penting dari sistem penggerak listrik: motor, gearbox, aktuator, pasokan listrik dan komponen tambahannya. Perhitungannya juga ditangani secara intensif.

Desain mesin pertemuan pengguna 2018