電動(dòng)汽車（EV）穩(wěn)步普及。它們具有明顯的環(huán)境優(yōu)勢(shì)。混合動(dòng)力汽車可顯著減少排放，而電動(dòng)汽車則完全不產(chǎn)生。幾年前，很難想象電動(dòng)汽車會(huì)以這種速度出現(xiàn)。其制造過程提出了新的挑戰(zhàn)，需要獨(dú)特和創(chuàng)新的解決方案。電動(dòng)汽車?yán)密噧?nèi)電池組的動(dòng)力為使車輪旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，因此無需發(fā)動(dòng)機(jī)。典型的電動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)部件比內(nèi)燃機(jī)少約90％。在制造環(huán)境中，這意味著要組裝的零件更少，復(fù)雜度更低且包裝更輕。電動(dòng)汽車會(huì)產(chǎn)生即時(shí)扭矩，因此驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)很快。但是，傳統(tǒng)技術(shù)可以產(chǎn)生相同的扭矩，但是速度卻很高。因此，許多電動(dòng)汽車的駕駛感覺較輕，同時(shí)在制造中具有許多其他優(yōu)點(diǎn)。

電動(dòng)車輛的傳動(dòng)系直接耦合到電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)由殼體，定子和轉(zhuǎn)子組成。 顧名思義，定子是靜止部分，轉(zhuǎn)子是使軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/運(yùn)動(dòng)部分，旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生扭矩并旋轉(zhuǎn)車輪。 定子和轉(zhuǎn)子磁性相互作用，以將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。 電動(dòng)機(jī)從逆變器接收電能，而逆變器又從駐留在電動(dòng)車輛上的電池組接收電能。

感應(yīng)加熱是在電動(dòng)汽車的制造過程中加熱金屬零件的常用方法。 典型的感應(yīng)加熱系統(tǒng)由感應(yīng)加熱電源，匹配電路和感應(yīng)加熱線圈組成。 感應(yīng)加熱線圈由水冷銅管制成，水冷銅管中流過高頻交流電。 感應(yīng)線圈中的交流電會(huì)在銅附近產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。 磁場(chǎng)在放置在其附近的金屬零件中產(chǎn)生交流電（渦電流）。渦流逆著金屬的電阻流動(dòng)并產(chǎn)生熱量。 使用感應(yīng)加熱是因?yàn)樗乃俣龋瑴?zhǔn)確性，可重復(fù)性和效率。

收縮裝配是在不使用緊固件或其他機(jī)械緊固裝置的情況下將兩個(gè)或多個(gè)零件連接起來的一種流行方法。 從歷史上看，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種用于連接零件的方法是實(shí)用，容易的，并且所生產(chǎn)的零件并不昂貴。 木制馬車車輪在外周上使用鋼圈，以在道路和車輪之間形成可以承受磨損的屏障。加熱鋼環(huán)以使其膨脹，然后滑過木輪。 冷卻后，環(huán)就在兩者之間形成了牢固的配合。 自從組裝需要真正同心操作的零件以來，制造中一直使用相同的技術(shù)。

外殼到定子的收縮裝配
在電動(dòng)機(jī)中對(duì)輕質(zhì)電動(dòng)機(jī)殼體的需求是顯而易見的。 緊固裝置的任何減少不僅減輕了重量，而且消除了昂貴且費(fèi)時(shí)的勞動(dòng)。

定子是一種磁性裝置，由鋼制疊片制成，并帶有錯(cuò)綜復(fù)雜的銅線排列以承載電流。然后通過熱套將其安裝在鋁制定子內(nèi)。鋁制外殼還可以有效地從內(nèi)部組件中散熱。鋁外殼被加熱到200-300°C（350-550°F），具體取決于外殼和定子之間的過盈配合。

鋁會(huì)膨脹并允許將定子輕松放置在殼體內(nèi)部。內(nèi)徑（ID）感應(yīng)線圈通常用于加熱鋁制外殼。由于ID感應(yīng)線圈的效率不如外徑（OD）感應(yīng)線圈，因此必須使線圈和鋁表面之間的間隙最小。間隙越小，鋁的加熱速度越快，或者應(yīng)用所需的感應(yīng)電源越小。如果鋁制外殼壁可能具有冷卻通道以保持適度的溫度，則也不建議使用OD線圈。

圖1，電動(dòng)機(jī)鋁制外殼內(nèi)部熱遷移圖

圖2，內(nèi)部感應(yīng)加熱線圈

轉(zhuǎn)子內(nèi)鋼軸的收縮裝配
電動(dòng)機(jī)定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子由鋼制疊層制成，以減少運(yùn)行過程中的渦流加熱，因?yàn)楹茈y消除產(chǎn)生的熱量。 由于采用感應(yīng)熱縮配合，該軸可安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)部。 通常，鋼軸與加熱的轉(zhuǎn)子一起冷卻，以使過程中的溫差最大化。 轉(zhuǎn)子具有槽和特征，不僅可以容納永磁體，還可以減輕重量。

鋼制轉(zhuǎn)子組件堆有兩個(gè)感應(yīng)加熱選項(xiàng)。 感應(yīng)線圈可以設(shè)計(jì)成從外部或內(nèi)部加熱鋼。 由于感應(yīng)產(chǎn)生的熱量限制在距線圈表面幾毫米的位置，因此不建議使用OD感應(yīng)線圈，因?yàn)樗鼤?huì)使磁體空間和圓周之間的較薄部分過熱。 為了避免這種情況，必須以緩慢的速度傳遞過熱能量。 這增加了加熱時(shí)間，并且減少了輸入到轉(zhuǎn)子組件的能量，使得感應(yīng)加熱過程不切實(shí)際。

加熱轉(zhuǎn)子組件中鋼疊片的唯一可行方法是使用組件ID中的線圈。 盡管存在阻礙整個(gè)表面均勻傳熱的障礙，但這種內(nèi)在熱量可以更好地將能量傳遞給組件。 較高的能量輸送速率允許將層壓組件快速加熱到溫度，即使必須在多個(gè)安裝中使用多個(gè)加熱站。

圖3，ID感應(yīng)線圈與OD感應(yīng)線圈溫度傳導(dǎo)比較

圖4，使用ID線圈進(jìn)行加熱時(shí)的熱傳遞

圖5，使用OD線圈進(jìn)行加熱時(shí)熱傳遞無法實(shí)現(xiàn)，鋼疊片出現(xiàn)過熱

圖6，用ID線圈加熱鋼制轉(zhuǎn)子內(nèi)徑

在某些情況下，用組件外徑上的線圈加熱鋼制轉(zhuǎn)子是可行的。 在這種情況下，感應(yīng)加熱裝置可實(shí)現(xiàn)最大的能效。 感應(yīng)線圈的制造和維護(hù)更加容易。 外徑和內(nèi)徑之間的溫差取決于金屬基體的熱傳導(dǎo)。 鋼材是首選材料，它限制了熱量通過中心傳播的速度。

圖7，OD線圈加熱與ID線圈加熱時(shí)熱電偶的比較

Ambrell公司簡(jiǎn)介?

Ambrell公司成立于1986年，是感應(yīng)加熱市場(chǎng)的全球先進(jìn)供應(yīng)商，以我們的應(yīng)用和工程專業(yè)知識(shí)而聞名。 卓越的產(chǎn)品質(zhì)量和出色的服務(wù)與支持是我們承諾提供行業(yè)客戶體驗(yàn)的核心。

我們的總部位于美國，業(yè)務(wù)遍及歐洲，包括英國和荷蘭。 所有產(chǎn)品均在我們位于美國的制造工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，該工廠已通過ISO 9001認(rèn)證。 在過去的三十年中，我們已經(jīng)通過廣泛的OEM和分銷網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了全球影響力，如今，我們已在50多個(gè)國家/地區(qū)安裝了15,000多個(gè)系統(tǒng)。