Motor de accionamiento de vehículos de nueva energía y acero al silicio no orientado

La potencia motriz de los vehículos de nueva energía, especialmente los vehículos eléctricos de clase B y superior, generalmente es superior a 180kW, y es necesario equipar dos o más conjuntos de sistemas de tracción eléctrica. A medida que la proporción de vehículos eléctricos de gama alta continúa aumentando, la capacidad instalada de motores de accionamiento de nueva energía aumentará aún más. Con las ventajas de alta densidad de potencia, bajo consumo de energía, tamaño pequeño y peso ligero, los motores síncronos de imanes permanentes son los más utilizados en vehículos de nueva energía y representan el 94,4 % de la capacidad instalada total en 2021. El motor de accionamiento es uno de los tres componentes básicos de los vehículos de nueva energía, y su dirección de desarrollo futuro es alta velocidad y alta potencia. Esto requiere que el motor reduzca el volumen, el peso y la pérdida de hierro del motor tanto como sea posible bajo la misma potencia, pero reducir el volumen y el peso del motor conducirá a una reducción en el par del motor, por lo que la velocidad de el motor necesita ser aumentado. Por ejemplo, la velocidad del motor Prius2015 es casi tres veces mayor que la del motor Prius2004, mientras que el par máximo muestra una tendencia a la baja. A través de la cooperación del motor de alta velocidad y la caja de cambios, la entrada de par bajo de alta velocidad se transforma en una salida de par alto de baja velocidad, logrando así el propósito de conducir vehículos de nueva energía.

Los motores de accionamiento de alta velocidad y alta potencia también presentan mayores requisitos para los materiales del motor, especialmente los núcleos del estator y del rotor hechos de laminado. láminas de acero al silicio no orientadas, que no solo determinan directamente la potencia del motor, el par, el consumo de hierro, la temperatura La actualización también afecta el rango de crucero de los vehículos de nueva energía. Por ejemplo, el Nissan Leaf II, que se lanzó en Japón, América del Norte y Europa en 2018, tiene una capacidad de batería de solo 40 kWh, pero una autonomía de hasta 400 km, que es la misma que la del Tesla Model S con un capacidad de la batería de 60kWh. Esto se debe a que Nissan Leaf II utiliza un motor síncrono de imanes permanentes como motor impulsor, que es excitado por imanes permanentes y no requiere corriente de excitación, por lo que no hay pérdida de excitación, baja pérdida y alta eficiencia. Además, el núcleo de hierro del estator y el rotor del motor impulsor del Nissan Leaf II está hecho de láminas de acero al silicio laminado con un espesor de 0,25 mm, lo que puede reducir la pérdida de hierro y mejorar aún más la eficiencia del motor. El núcleo del motor de tracción del BMW i3 2016 está hecho de láminas de acero al silicio laminado con un espesor de 0,27 mm. Hay una gran cantidad de orificios para reducir el peso en el núcleo del rotor para reducir el peso del motor y aumentar la densidad de potencia del motor. Por lo tanto, para mejorar la eficiencia y la densidad de potencia del motor, la lámina de acero al silicio para el motor se ha reducido de los tradicionales 0,35 mm y 0,50 mm a 0,25 mm y 0,27 mm. Es previsible que con el aumento de la velocidad del motor, el acero al silicio con especificaciones más delgadas y menor pérdida de hierro se aplique gradualmente a los motores de propulsión de vehículos de nueva energía.

La lámina de acero al silicio no orientada laminada en frío que se utiliza para fabricar los núcleos del estator y del rotor de los motores de accionamiento es el material magnético blando clave que determina la conversión de potencia y energía. La pérdida de hierro generada en el núcleo de hierro es una parte importante de la pérdida del motor, especialmente cuando el motor funciona a alta velocidad, la proporción de pérdida de hierro con respecto a la pérdida total aumenta significativamente. En el estado de frecuencia ultraalta, la pérdida por corrientes de Foucault por sí sola representa entre el 40 % y el 70 % de la pérdida total, por lo que se requiere que el acero al silicio tenga una pérdida de hierro de alta frecuencia lo más baja posible, lo que puede mejorar la eficiencia del motor. y aumentar el rango de crucero de los vehículos de nueva energía, también puede suprimir el aumento de temperatura y evitar la desmagnetización del imán permanente; durante el arranque del vehículo y las etapas de ascenso a baja velocidad, el motor debe generar un par de torsión lo suficientemente grande como para hacer que el automóvil arranque, por lo que debe tener una inducción magnética lo más alta posible. Además, la gran fuerza centrífuga durante el funcionamiento a alta velocidad y el estricto diseño de la holgura entre el estator y el rotor también requieren que el material del rotor tenga un límite elástico más alto. Por lo tanto, los motores de accionamiento de vehículos de nueva energía con alta velocidad y alta densidad de potencia requieren el uso de láminas de acero al silicio no orientadas laminadas en frío con especificaciones más delgadas (≤0,35 mm), menor pérdida de hierro de alta frecuencia, mayor inducción magnética y alto rendimiento. fortaleza.

Debido al flujo de proceso largo, la ventana de proceso estrecha y la producción difícil de productos de acero al silicio no orientado de alta resistencia para motores de vehículos de nueva energía, hay pocas empresas con capacidad de producción estable y a gran escala en el mundo. En la actualidad, las japonesas JFE, Nippon Steel y Posco de Corea del Sur pueden producir acero al silicio no orientado para motores de vehículos de nueva energía en el mundo, mientras que solo unas pocas empresas en China, como Baosteel, Shougang y Taiyuan Iron and Acero,puede producir en masa. Con el rápido desarrollo de los vehículos de nueva energía, la demanda del mercado mundial de acero al silicio no orientado para motores de accionamiento de vehículos de nueva energía es fuerte.

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