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

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.