電動(dòng)汽車的電機(jī)殼、電池包加工技術(shù)分析

問：電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，比內(nèi)燃機(jī)少了多少個(gè)零部件？100個(gè)？300個(gè)？還是500個(gè)？

答案是：1000+

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，一臺常規(guī)內(nèi)燃機(jī)，一般有高達(dá)1400多個(gè)零部件；而一臺驅(qū)動(dòng)電機(jī)則往往只有100-200個(gè)零部件，減少了將近1000多個(gè)零件。

對于一些傳統(tǒng)加工刀具、設(shè)備和產(chǎn)線來說，這些減少的零件就像是被AI取代的人工崗位。

數(shù)據(jù)顯示：傳統(tǒng)五大件缸體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸的專用加工刀具的市場需求量正在逐年遞減。

但與此同時(shí)，電機(jī)的金屬加工項(xiàng)目也帶來了全新的機(jī)遇。比如電機(jī)軸、電機(jī)殼體、電池托架等金屬加工項(xiàng)目成為了新的增長點(diǎn)。

雖然不同于機(jī)械傳動(dòng)，但新能源汽車零部件加工的精密性要求卻從未降低。加上輕量化需求、特殊復(fù)雜的零件形狀，都對刀具和機(jī)床供應(yīng)商們提出了更尖銳的挑戰(zhàn)。

電機(jī)殼體主孔大直徑精密加工

電機(jī)殼主孔的孔徑大小取決于定子的大小。由于電動(dòng)汽車需要足夠高的能量密度，所以轉(zhuǎn)子上的線圈直徑需要在合理的范圍內(nèi)。

一般電動(dòng)汽車中所用電機(jī)的定子直徑至少在φ200mm以上，這意味著電機(jī)殼體主孔直徑大小也必須在φ200mm以上。

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常見電機(jī)殼體

而對于刀具制作來說，φ200mm已經(jīng)是大直徑刀具。

為了讓能量損失降到最低，電機(jī)殼體/電機(jī)軸/定子等組件之間的配合必須優(yōu)化到最合理的區(qū)間。

因此，在機(jī)加工領(lǐng)域，對于電機(jī)殼體的加工內(nèi)容，特別是主孔和軸承孔的形位公差的要求特別嚴(yán)格。此外，電機(jī)為了提升功率密度，要做到盡可能輕、小，這對電機(jī)殼的壁厚也要求完美的控制。

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綜合來說，精度高、直徑大、薄壁易于變形是目前電機(jī)殼體加工的主要特征。

為確保加工精度，現(xiàn)在的刀具會采用導(dǎo)條刀具理念，尺寸可達(dá)到μ級調(diào)節(jié)。

支撐導(dǎo)條起到了支撐、導(dǎo)向和吸振的作用，導(dǎo)條的設(shè)計(jì)能夠抵消深孔加工中的變形。

更為重要的是，刀具重量是制約導(dǎo)條式刀具設(shè)計(jì)方案的因素之一。如果采用傳統(tǒng)的刀具設(shè)計(jì)理念，直徑這么大的刀具其重量至少要大于25Kg。

為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)床高速加工的理念，減小這類刀具的重量是尤為關(guān)鍵的技術(shù)難題。

隨著3D打印技術(shù)和金屬材料的發(fā)展，美國肯納率先采用先進(jìn)的3D打印和復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)，率先解決了刀具減重的問題，最輕可制造15Kg以內(nèi)的導(dǎo)條式刀具。

此外非常值得關(guān)注的是，保時(shí)捷之前推出了首款完全采用3D打印和附加制造技術(shù)制造的電機(jī)殼體。

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殼體采用了優(yōu)質(zhì)鋁合金粉末逐層3D打印，并結(jié)合激光金屬熔合工藝。

最終金屬3D打印的殼體比傳統(tǒng)鑄件減輕10%，且盡管厚度只有1.5mm，但剛度卻比沒有蜂窩結(jié)構(gòu)的同類零件還要堅(jiān)固。

電池包殼體加工

如果說電機(jī)好比汽車的“雙腿”，那么電池就是汽車的“心臟”。

動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢為高密度、高容量、高電壓，分別對應(yīng)著性能、續(xù)航和快充三大終端需求。

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電池包托架

這就意味著有限的殼體空間內(nèi)，要盡可能地塞進(jìn)更多的電芯模組，且還要在內(nèi)部留出足夠的冷卻系統(tǒng)空間。

所以，電池包殼體的加工趨勢為薄壁化、復(fù)雜化、輕量化。

為了實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)性，PCD刀片材料和油霧潤滑技術(shù)成為了關(guān)鍵。

根據(jù)不同的加工余量、加工任務(wù)和零件，采用不同的減少切削力的銑削工藝是核心思路。

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PCD螺旋刃銑刀

例如，在加工某些輪廓時(shí)，最佳的方式就是采用一些用于大切除量切削的銑刀。

除了傳統(tǒng)的金屬加工，汽車輕量化也是大勢所趨。工程塑料和各種復(fù)合材料成為了輕量化的首選。

而對于這些零部件加工，我們可以從航空航天領(lǐng)域的刀具加工中獲得靈感。

比如采用金剛石PCD刀具，面對諸如碳纖維板等工件，也可以滿足復(fù)雜形狀的加工。

編輯：黃飛

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