Q: 電気自動車の駆動モーターは、内燃機関に比べて部品点数がどれくらい少ないですか? 100? 300? それとも500？ 答えは、1000 プラスです。
不完全な統計によれば、従来の内燃エンジンには通常 1,400 以上の部品が含まれています。 一方、駆動モーターには 100 ～ 200 個の部品しかないことが多く、ほぼ 1,000 個の部品が削減されます。
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一部の従来の加工ツール、設備、生産ラインにとって、これらの削減された部品は、AI に置き換えられた手作業のようなものです。
データによると、従来の5大シリンダーブロック、シリンダーヘッド、クランクシャフト、コンロッド、カムシャフトの特殊加工工具の市場需要は年々減少している。
しかし同時に、電気モーターの金属加工プロジェクトはまったく新しい機会をもたらします。 例えば、モーターシャフト、モーターハウジング、バッテリーブラケットなどの金属加工プロジェクトが新たな成長ポイントとなっています。
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機械式トランスミッションとは異なりますが、新エネルギー車部品の加工精度の要求は決して低くありません。 軽量かつ特殊で複雑な部品形状への需要と相まって、工具や工作機械のサプライヤーにとってより深刻な課題となっています。
モーターハウジング主穴の大径精密加工
モーターハウジングの主穴のサイズはステーターのサイズによって異なります。 電気自動車は十分に高いエネルギー密度を必要とするため、ローターのコイル直径は妥当な範囲内である必要があります。
一般に電気自動車に使用されるモーターのステーター径はφ200mm以上であるため、モーターハウジングの主穴径もφ200mm以上必要となります。
一般的なモーターハウジングの写真
工具製作においては、φ200mmはすでに大径工具です。
エネルギー損失を最小限に抑えるには、モーターハウジング/モーターシャフト/ステーターとその他のコンポーネント間の調整を最も合理的な範囲で最適化する必要があります。
このため、機械加工の分野では、モータハウジングの加工内容、特に主穴や軸受穴の形状や位置公差に対する要求が特に厳しい。 さらに、出力密度を高めるためには、モーターを可能な限り軽く、小さくする必要があり、そのためにはモーター ケーシングの壁厚を完全に制御する必要もあります。
要約すると、高精度、大径、薄肉、容易な変形が現在のモーターシェル加工の主な特徴です。
現在の工具は加工精度を確保するため、ガイドバー工具の概念を採用しており、μレベルでの寸法調整が可能です。
サポートガイドバーはサポート、ガイド、振動吸収の役割を果たし、ガイドバーの設計により深穴加工時の変形を相殺することができます。
さらに重要なことに、ツールの重量はバータイプのツールの設計を制限する要因の 1 つです。 従来の工具設計コンセプトを採用した場合、このような大きな直径の工具の重量は少なくとも 25kg でなければなりません。
最新の工作機械の高速加工の概念に適応するためには、工作機械の軽量化が特に重要な技術課題となっています。
3Dプリンティング技術や金属材料の発展に伴い、米国ケナメタル社は先進的な3Dプリンティングや複合材料応用技術をいち早く導入し、切削工具の軽量化という課題の解決に先駆けて取り組みました。
さらに、ポルシェが以前、3D プリンティングと積層造形技術を使用して完全に製造された初の電気モーター ハウジングを発表したことも注目に値します。
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シェルは、高品質のアルミニウム合金粉末を使用して層ごとに 3D プリントされ、レーザー金属融合技術と組み合わせられています。
最終的な金属 3D プリント シェルは、従来の鋳造品より 10% 軽く、厚さはわずか 1.5 mm ですが、その剛性はハニカム構造のない同様の部品よりも強力です。
電池パックのシェル加工
モーターが車の「足」だとしたら、バッテリーは車の「心臓」です。
パワーバッテリーの開発トレンドは高密度、高容量、高電圧であり、性能、バッテリー寿命、急速充電の 3 つの主要な端末要件に対応します。
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バッテリーパックブラケット
これは、限られた筐体スペースにできるだけ多くのバッテリーモジュールを詰め込み、内部に十分な冷却システムスペースを確保する必要があることを意味します。
したがって、バッテリーパックケースの加工は、より薄く、より複雑で、より軽量になる傾向にあります。
最大限の経済性を実現するには、PCDインサートの材質とオイルミスト潤滑技術が鍵となります。
さまざまな加工代、加工タスク、部品に応じて、さまざまなフライス加工プロセスを採用して切削抵抗を低減することが基本的な考え方です。
画像 PCD ヘリカルエッジミーリングカッター
たとえば、特定の輪郭を加工する場合、複数のフライスを使用して大きな削り代を除去するのが最善の方法です。
従来の金属加工に加え、自動車の軽量化も時代の流れです。 エンジニアリングプラスチックやさまざまな複合材料は、軽量化の第一の選択肢となっています。
これらの部品の加工には、航空宇宙分野の工具加工からインスピレーションを得ています。
たとえば、ダイヤモンド PCD ツールを使用すると、カーボンファイバー板などのワーク表面の複雑な形状の加工にも対応できます。
