Dopo la COP26, l’urgente necessità di agire sulle emissioni di carbonio non potrebbe essere più chiara. Poiché l’industria automobilistica affronta una crescente pressione per migliorare le prestazioni e ridurre il peso nel perseguimento delle emissioni nette zero, l’uso di nuovi materiali innovativi a matrice di alluminio compositi (AMC) fornisce agli ingegneri una soluzione dinamica e sostenibile.
La tecnologia si basa sulla fusione di materiali avanzati e nuovi processi di produzione per produrre AlXal (pronunciato Al-Zal), un materiale composito in alluminio versatile molto apprezzato per le sue eccellenti proprietà meccaniche e il grande potenziale nel campo automobilistico Lode. Il lavoro di sviluppo di Alvante ha scoperto che AlXal è compatibile con le applicazioni del manicotto del rotore perché ha proprietà elettromagnetiche, meccaniche e conduttività termica prioritarie per i motori. Offre elevata resistenza e rigidità fino a 350°C, temperatura di esercizio del magnete inferiore e maggiore resistenza ai danni e alla fatica rispetto ai manicotti in composito di carbonio. Ad aumentare il suo fascino è la sua capacità di leggerezza, oltre 50% più leggera dell’acciaio e 40% più leggera del titanio, che rende questo materiale una guida interessante per i produttori di motori OEM che cercano maggiore efficienza e densità di potenza (kW/kg). Proposta di alto profilo.
Innovazione del manicotto del rotore
Quindi, in che modo questa tecnologia del rotore a bassa perdita migliora le prestazioni dei motori a flusso radiale a magneti permanenti? I motori a magneti permanenti montati in superficie di solito richiedono un sistema di ritenzione del magnete, che può includere un manicotto del rotore meccanico che genera correnti parassite indesiderate e / o funge da isolante termico a seconda del materiale. In alternativa, i motori a magneti permanenti installati all’interno utilizzano laminati in acciaio scanalato per fissare i magneti, limitando così la vicinanza dei magneti allo statore. Ciò si tradurrà in un aumento delle perdite e dell’aumento delle temperature, riducendo l’efficienza complessiva e limitando la potenza del motore. Inoltre, a causa dell’uso di materiali compositi in fibra di carbonio, adesivi e guaine metalliche termoretraibili, i costi di produzione e assemblaggio possono essere elevati. I materiali tipici del manicotto del rotore includono acciaio inossidabile, titanio, Inconel e materiali compositi in fibra di carbonio, che aumentano l’effetto negativo sull’efficienza della macchina. La tecnologia di base di Alvant può essere utilizzata per produrre rotori magnetici montati in superficie e rotori a magneti permanenti interni, riducendo al minimo gli elementi del ponte magnetico del laminato.
Rispetto alle tipiche soluzioni composite in metallo e carbonio, tutto ciò equivale a potenziali vantaggi e risparmi in aree chiave. Questi includono un aumento della potenza di picco fino a 20%, una riduzione della perdita del rotore di 60% rispetto ai materiali compositi in carbonio ad alte velocità e un aumento dell’efficienza di circa 50% rispetto all’acciaio inossidabile. Inoltre traduce il miglioramento complessivo nell’efficienza della conversione dell’energia elettrica in energia meccanica in ulteriori benefici, ponendo ingegneri e produttori in un vantaggio competitivo, come la riduzione dei costi di produzione e operativi.
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