增材制造复杂流道水冷电机壳体对驱动电机持续功率影响的研究

作     者：邓佳明 朱茜 陈浩铭 秦永瑞 李佳 李坤 DENG Jiaming;ZHU Qian;CHEN Haoming;QIN Yongrui;LI Jia;LI Kun

作者机构：重庆长安汽车股份有限公司重庆400023 重庆工业职业技术学院重庆401120 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 

出 版 物：《精密成形工程》 (Journal of Netshape Forming Engineering)

年 卷 期：2024年第16卷第2期

页      面：174-181页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202203205) 

主　　题：增材制造 驱动电机壳体 流道优化 持续功率 SLM 

摘      要：目的提高量产铸造电机壳体的换热效率,确保电机在高功率持续工作状态下不会过热,从而提高电机的持续功率。方法基于增材思维对电机水冷壳体的流道进行优化,改变流道形状以增大流道表面积、消除流道涡流并减小流道与内壁的间距。通过仿真分析,不断优化迭代得到最佳的流道设计方案。运用选区激光熔化(SLM)增材技术及相应的后处理工艺,制造出复杂流道结构的电机壳体。结果采用SLM增材技术制造的AlSi10Mg铝合金壳体在x、xz、z 3个方向上的屈服强度均大于230 MPa,即使在较小壁厚的条件下,壳体强度仍满足设计要求。采用该壳体后,电机的持续功率从原量产电机的45 kW提升到50.7 kW,且仍能连续稳定运行45 min,同时电机温度未超过130℃。微观组织检测和工业CT测试结果显示,SLM电机壳体结构致密,未见气孔夹杂。该增材制造壳体的质量为6.95 kg,与量产电机壳体相比,减重约19%。结论通过增材制造技术设计制造的电机壳体整体性能良好,可以有效提高换热效率以及电机的持续功率,并实现了电机的减重。