EOS 增材製造助力 eSleek14 在大學生純電動方程式汽車大賽中拔得頭籌

Baden-Württemberg Cooperative State University 創辦了 DHBW Engineering Stuttgart e. V.，該俱樂部加入了一個新的賽車隊，每年都參加大學生純電動方程式汽車大賽。每個賽季，不同的項目團隊都建造符合系列賽規範的賽車。根據當前的環保要求，重點放在了電動發動機上。 eSleek14 屬於 DHBW Engineering Stuttgart 車隊，配備兩台電動發動機，均為 60 馬力。驅動這輛高速賽車的電力來自橫向固定在車內的蓄電池。空氣冷卻系統的結構由 EOS 提供支持。

在 eSleek14 中，雙發動機汽車的驅動裝置結構包括鋰聚合物電池 —— 24 個模塊，總容量為 6.7 kWh。這個動力源被裝在由玻璃鋼纖維製成的夾心式蓄電池箱內，同時由集成電池管理系統 (BMS) 來控制每塊電​​池的充電和放電。

由於其電池的化學特性，鋰離子電池是易燃的。所以說，電池的物理保護和系統的可靠性通風非常重要，因為過熱會導致損壞甚至起火，同時控制熱量的積聚也非常重要。經過優化的散熱可保證能量供應的最佳性能和確保電動發動機的動力分配。

開發者心中的另一個不變的因素是每個組件的重量。電池組必須盡可能小且密集包裝，以便提供最大的動力同時佔居最少的空間。這是 eSleek14 設計師們所面臨的挑戰。他們的解決方案還必須滿足方程式系列賽車的碰撞要求。

EOS 解決方案

整個蓄電池系統的建造方式要保證機械保護和電氣保護，同時還要優化冷卻。三個連續通道透過流入和流出氣流的方式保證了蓄電裝置的空氣供給和通風冷卻空氣從前端進入，沿著電池分配到三個通道，然後通過一個歧管匯合在一處，最後被向上抽回，由一個徑流式風扇驅逐 —— 這是建造師們的一個技術傑作。

然而，這樣的組件並不單獨銷售。對於如此小的批量，注塑成形法沒有意義，無論如何都必須更改結構設計。增材製造工藝在這方面提供了非常有價值的選擇。採用增材製造技術生產冷卻管道，得益於 EOS 的技術，設計全面實現自由度。

在蓄電池箱的開發方面，不僅可以實現每個模塊之間的冷卻通道，還可以實現可以在蓄電池箱末端以最高效的方式將空氣向回導出的冷卻風管。為了滿足嚴格的組件重量規範，車隊選擇了輕重量的尼龍材料 PA2200 來建造。該材料的特點是剛度高和良好的熱導率 —— 這對於汽車運動應用來說是完美的特性。

經測試表明，使用 EOS P 396 打印完成最終的組件結構符合所有的安全標準，重量也達到了所需條件：冷卻風道組件的重量僅有 77 克。每一克的重要性體現在 eSleek14 的總重量只有 180 公斤，比功率僅為 1.5 kg/hp。相比之下，保時捷 911 GT2 公路賽車中每單位馬力可轉換為 3 公斤的重量。

該車隊能夠將冷卻性能提高 100% 以上，蓄電池箱內的溫度從高達 80 °C 下降至只有 50 °C。冷風分配也更加均勻。該車隊在霍根海姆賽道上的成績清楚地表明，在散熱過程中沒有任何發燙的現象。在加速試驗中雖有幾項性能不合格，但該車隊在耐力和效率測試中仍然表現不俗，這兩項指標均排到了第四位。雖然加速試驗不合格，但是該車隊仍然取得了總體排名第七的成績。在巴塞羅納賽道的比賽最終證明，該汽車不但速度快，而且可靠和高效。

未來幾年的長期成績值得關注。作為下一代工程師們的一個訓練賽系列，大學生方程式大賽有著難以估量的價值。現在，EOS 正在為將來的創新打下基礎。對於 EOS，這是個有意識的選擇。這類應用在未來幾年電動公路汽車中的使用潛力巨大。