Antriebsmotor für neue Energiefahrzeuge und nicht orientierter Siliziumstahl

GNEE-Stahl Kaltgewalzter, nicht orientierter Siliziumstahl mit Korn

Die Antriebsleistung von Fahrzeugen mit neuer Energie, insbesondere von Elektrofahrzeugen der Klasse B und höher, liegt im Allgemeinen über 180 kW, und es müssen zwei oder mehr Sätze elektrischer Antriebssysteme ausgestattet sein. Da der Anteil hochwertiger Elektrofahrzeuge weiter zunimmt, wird die installierte Leistung neuer Energieantriebsmotoren weiter zunehmen. Mit den Vorteilen hoher Leistungsdichte, geringem Energieverbrauch, geringer Größe und geringem Gewicht werden Permanentmagnet-Synchronmotoren am häufigsten in Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt und machen im Jahr 2021 94,4 % der gesamten installierten Leistung aus. Der Antriebsmotor ist einer davon die drei Kernkomponenten von New-Energy-Fahrzeugen, und seine zukünftige Entwicklungsrichtung ist hohe Geschwindigkeit und hohe Leistung. Dies erfordert, dass der Motor das Volumen, das Gewicht und den Eisenverlust des Motors bei gleicher Leistung so weit wie möglich reduziert. Eine Reduzierung des Volumens und des Gewichts des Motors führt jedoch zu einer Verringerung des Drehmoments des Motors, also der Drehzahl Der Motor muss erhöht werden. Beispielsweise ist die Drehzahl des Prius 2015-Motors fast dreimal so hoch wie die des Prius 2004-Motors, während das Spitzendrehmoment einen abnehmenden Trend zeigt. Durch die Zusammenarbeit des Hochgeschwindigkeitsmotors und des Getriebes wird der Hochgeschwindigkeitseingang mit niedrigem Drehmoment in einen Niedergeschwindigkeitsausgang mit hohem Drehmoment umgewandelt, wodurch der Zweck des Antriebs von Fahrzeugen mit neuer Energie erreicht wird.

Die schnelllaufenden und leistungsstarken Antriebsmotoren stellen auch höhere Anforderungen an die Motormaterialien, insbesondere an die Stator- und Rotorkerne aus Blechnichtorientierter SiliziumstahlBleche, die nicht nur direkt die Motorleistung, das Drehmoment, den Eisenverbrauch und die Temperatur bestimmen. Das Upgrade wirkt sich auch auf die Reichweite von New-Energy-Fahrzeugen aus. Beispielsweise verfügt der Nissan Leaf II, der 2018 in Japan, Nordamerika und Europa auf den Markt kam, über eine Batteriekapazität von nur 40 kWh, aber eine Reichweite von bis zu 400 km, was dem entspricht das Tesla Model S mit einer Batteriekapazität von 60 kWh. Dies liegt daran, dass der Nissan Leaf II als Antriebsmotor einen Permanentmagnet-Synchronmotor verwendet, der durch Permanentmagnete erregt wird und keinen Erregerstrom benötigt, sodass keine Erregerverluste, geringe Verluste und ein hoher Wirkungsgrad auftreten. Darüber hinaus besteht der Stator- und Rotor-Eisenkern des Nissan Leaf II-Antriebsmotors aus laminierten Siliziumstahlblechen mit einer Dicke von 0,25 mm, was den Eisenverlust reduzieren und die Motoreffizienz weiter verbessern kann. Der Antriebsmotorkern des BMW i3 2016 besteht aus laminiertem MaterialSiliziumstahlblechemit einer Dicke von {{0}}.27mm. Im Rotorkern befinden sich zahlreiche gewichtsreduzierende Löcher, um das Gewicht des Motors zu reduzieren und die Leistungsdichte des Motors zu erhöhen. Um den Wirkungsgrad und die Leistungsdichte des Motors zu verbessern, wurde daher das Siliziumstahlblech für den Motor von den herkömmlichen 0,35 mm und 0,50mm auf reduziert 0,25 mm und 0,27 mm. Es ist absehbar, dass mit zunehmender Motorgeschwindigkeit nach und nach Siliziumstahl mit dünneren Spezifikationen und geringerem Eisenverlust für Antriebsmotoren neuer Energiefahrzeuge eingesetzt wird.

Das kaltgewalzte, nichtorientierte Siliziumstahlblech, das zur Herstellung der Stator- und Rotorkerne von Antriebsmotoren verwendet wird, ist das entscheidende weichmagnetische Material, das die Umwandlung von Leistung und Energie bestimmt. Der im Eisenkern erzeugte Eisenverlust ist ein wichtiger Teil des Motorverlusts, insbesondere wenn der Motor mit hoher Drehzahl läuft, steigt der Anteil des Eisenverlusts am Gesamtverlust deutlich an. Im Ultrahochfrequenzzustand macht allein der Wirbelstromverlust 40 %-70 % des Gesamtverlusts aus, daher muss Siliziumstahl einen möglichst geringen Hochfrequenz-Eisenverlust aufweisen. Dies kann die Effizienz des Motors verbessern und die Reichweite von Fahrzeugen mit neuer Energie erhöhen. Es kann auch den Temperaturanstieg unterdrücken und die Entmagnetisierung des Permanentmagneten vermeiden. Während des Anfahrens des Fahrzeugs und bei langsamer Steigung muss der Motor ein großes Drehmoment abgeben, das ausreicht, um das Fahrzeug zum Starten anzutreiben. Daher muss die magnetische Induktion so hoch wie möglich sein. Darüber hinaus erfordern die enorme Zentrifugalkraft im Hochgeschwindigkeitsbetrieb und die strenge Auslegung des Stator-Rotor-Spiels eine höhere Streckgrenze des Rotormaterials. Daher erfordern Antriebsmotoren für neue Energiefahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit und hoher Leistungsdichte die Verwendung von kaltgewalzten, nicht orientierten Siliziumstahlblechen mit dünneren Spezifikationen (weniger als oder gleich 0,35 mm), geringeren Hochfrequenz-Eisenverlusten und höherer magnetischer Induktion und hohe Streckgrenze.

Aufgrund des langen Prozessablaufs, des engen Prozessfensters und der schwierigen Herstellung hochfester, nicht orientierter Siliziumstahlprodukte für Antriebsmotoren neuer Energiefahrzeuge gibt es weltweit nur wenige Unternehmen mit großen und stabilen Produktionskapazitäten. Derzeit kann nichtorientierter Siliziumstahl für Antriebsmotoren von Fahrzeugen mit neuer Energie von den japanischen Unternehmen JFE, Nippon Steel und dem südkoreanischen Unternehmen Posco weltweit hergestellt werden, während in China nur wenige Unternehmen wie Baosteel, Shougang und Taiyuan Iron usw. produzieren Stahl, kann in Massenproduktion hergestellt werden. Mit der rasanten Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie ist die weltweite Marktnachfrage nach nichtorientiertem Siliziumstahl für Antriebsmotoren von Fahrzeugen mit neuer Energie stark.