电驱动系统轻量化设计-镁合金材料的应用
来源:电驱动技术笔记 | 作者:大镁 | 发布时间: 6天前 | 48 次浏览 | 分享到:

镁合金材料特点

‌镁合金具有多个显著的优点,包括密度低、强度高、韧性好、热容量低、压铸性能、切削加工性好以及资源丰富等。‌‌首先,镁合金的密度小,仅为钢的1/5,铝的2/3,这使得它在减轻产品重量方面具有显著优势。其比强度(强度与密度的比值)高于铝合金,因此在航空、航天等领域应用广泛。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,适合用于整体构件的设计。


其次,镁合金的韧性好、减震性强。在受外力作用时,镁合金容易产生较大的变形,吸收的能量是铝的1.5倍,特别适合用于受冲击的零件,如车轮。此外,镁合金具有优良的吸收能量的能力,能够吸收震动和噪音,保证设备安静工作。


镁合金的热容量低,凝固速度快,压铸性能好。这使得其生产效率比铝合金高40%~50%,且铸件尺寸稳定,精度高,表面光洁度好。其良好的流动性和快速凝固率使得镁合金能够生产表面精细、棱角清晰的零件。


镁合金还具有良好的切削加工性。其切削阻力小,约为钢铁的1/10,铝合金的1/3,切削速度大大高于其他金属,加工成本低,不需要磨削和抛光,使用切削液即可获得优良的表面光洁度。此外,镁合金资源丰富。中国是镁资源大国,菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料储量丰富,为原镁工业及下游产业的发展提供了物质保证。


镁合金在驱动电机中的应用

(1)电机外壳

镁合金具有较低的密度,比铝合金轻,因此在一些高端电机中,镁合金外壳被用来减轻电机的整体重量,尤其是在电动汽车(EV)和航空航天领域的电机中,能显著提高效率。

(2)电机转子

镁合金还可以用于电机的转子部分,这些部件的质量和刚性要求较高,镁合金的高强度和优良的加工性能使其成为替代材料。

(3)电机零部件

在一些中小型电机中,镁合金也可用于其他结构件,如支架、连接件等,进一步减轻整体重量。


实际应用


上图为宁德文达镁铝科技有限公司的高压铸造电机壳体,该公司与江苏万顺、宁德时代等共同发起成立,其使用镁铝合金制造的高压铸造电机壳体具有轻量化的特点,在不降低零部件强度的情况下替代了传统材料,广泛应用于汽车、新能源电池等领域。


上图为上汽集团创新研究开发总院自主研发的镁合金电驱壳体



上图为宝武镁业与汇川联合动力的镁合金轻量化电驱总成,与传统铝合金材料结构相比减重2.5千克-7千克,能够提升电机功率密度,改善整车噪声、振动与声振粗糙度,有助于优化车辆的前后配重比,改善操控性能和驾驶感受。