Nový motor pro pohon energetických vozidel a neorientovaná silikonová ocel

GNEE ocel za studena válcovaná neorientovaná silikonová ocel

Hnací výkon nových energetických vozidel, zejména elektrických vozidel třídy B a vyšší, je obecně vyšší než 180 kW a je třeba vybavit dvě nebo více sad elektrických pohonných systémů. Vzhledem k tomu, že podíl špičkových elektrických vozidel stále roste, instalovaný výkon nových energetických hnacích motorů se bude dále zvyšovat. Díky výhodám vysoké hustoty výkonu, nízké spotřebě energie, malé velikosti a nízké hmotnosti jsou synchronní motory s permanentními magnety nejrozšířenější v nových energetických vozidlech a představují 94,4 % celkové instalované kapacity v roce 2021. Hnací motor je jedním z tři základní součásti nových energetických vozidel a jeho budoucí vývojový směr je vysoká rychlost a vysoký výkon. To vyžaduje, aby motor co nejvíce snížil objem, hmotnost a ztrátu železa motoru při stejném výkonu, ale snížení objemu a hmotnosti motoru povede ke snížení točivého momentu motoru, takže otáčky motoru je třeba zvýšit motor. Například rychlost motoru Prius2015 je téměř třikrát vyšší než u motoru Prius2004, zatímco maximální točivý moment vykazuje klesající trend. Prostřednictvím spolupráce vysokorychlostního motoru a převodovky se vysokorychlostní vstup s nízkým točivým momentem přemění na výstup s nízkým točivým momentem v nízkých otáčkách, čímž se dosáhne účelu pohonu nových energetických vozidel.

Vysokootáčkové a vysoce výkonné hnací motory kladou také vyšší požadavky na materiály motorů, zejména na jádra statoru a rotoru vyrobená z laminátu.neorientovaná silikonová ocelplechy, které nejen přímo určují výkon motoru, točivý moment, spotřebu železa, teplotu Upgrade má vliv i na dojezd nových energetických vozidel. Například Nissan Leaf II, který byl uveden na trh v Japonsku, Severní Americe a Evropě v roce 2018, má kapacitu baterie pouze 40 kWh, ale cestovní dojezd je až 400 km, což je stejně jako Tesla Model S s kapacitou baterie 60 kWh. Nissan Leaf II totiž používá jako hnací motor synchronní motor s permanentními magnety, který je buzen permanentními magnety a nevyžaduje budicí proud, takže nedochází k žádným ztrátám buzením, nízkým ztrátám a vysoké účinnosti. Železné jádro statoru a rotoru hnacího motoru Nissan Leaf II je navíc vyrobeno z laminovaných plechů z křemíkové oceli o tloušťce 0,25 mm, což může snížit ztráty železa a dále zlepšit účinnost motoru. Jádro hnacího motoru BMW i3 2016 je vyrobeno z laminaplechy z křemíkové ocelis tloušťkou {{0}}.27 mm. V jádru rotoru je velké množství otvorů pro snížení hmotnosti, které snižují hmotnost motoru a zvyšují hustotu výkonu motoru. Proto, aby se zlepšila účinnost a hustota výkonu motoru, byl plech z křemíkové oceli pro motor zredukován z tradičních 0,35 mm a 0,50 mm na 0,25 mm a 0,27 mm. Dá se předvídat, že s rostoucími otáčkami motoru bude křemíková ocel s tenčími specifikacemi a nižšími ztrátami železa postupně aplikována na nové pohonné motory energetických vozidel.

Za studena válcovaný neorientovaný plech z křemíkové oceli používaný k výrobě jader statoru a rotoru hnacích motorů je klíčovým měkkým magnetickým materiálem, který určuje přeměnu výkonu a energie. Ztráta železa generovaná v železném jádru je důležitou součástí ztráty motoru, zvláště když motor běží vysokou rychlostí, podíl ztráty železa na celkové ztrátě se výrazně zvyšuje. Ve stavu ultravysoké frekvence samotná ztráta vířivými proudy představuje 40%-70% celkových ztrát, takže to vyžaduje, aby křemíková ocel měla co nejnižší vysokofrekvenční ztráty železa, což může zlepšit účinnost motoru a zvýšit dojezd nových energetických vozidel, může také potlačit nárůst teploty a zabránit demagnetizaci permanentního magnetu; při rozjezdu vozidla a při pomalém stoupání potřebuje motor vyvinout obrovský točivý moment dostatečný k tomu, aby se vůz rozjel, takže potřebuje mít co nejvyšší magnetickou indukci. Navíc obrovská odstředivá síla při vysokorychlostním provozu a přísná konstrukce vůle mezi statorem a rotorem také vyžaduje, aby materiál rotoru měl vyšší mez kluzu. Proto nové hnací motory energetických vozidel s vysokou rychlostí a vysokou hustotou výkonu vyžadují použití za studena válcovaných neorientovaných plechů z křemíkové oceli s tenčími specifikacemi (méně než nebo rovno 0,35 mm), nižšími vysokofrekvenčními ztrátami železa, vyšší magnetickou indukcí a vysokou mez kluzu.

Vzhledem k dlouhému procesnímu toku, úzkému procesnímu oknu a obtížné výrobě vysoce pevných neorientovaných výrobků z křemíkové oceli pro nové hnací motory energetických vozidel existuje na světě jen málo podniků s rozsáhlou a stabilní výrobní kapacitou. V současné době může neorientovanou křemíkovou ocel pro pohonné motory nových energetických vozidel na světě vyrábět japonská JFE, Nippon Steel a jihokorejská Posco, zatímco v Číně jen několik společností, jako jsou Baosteel, Shougang a Taiyuan Iron and Ocel, lze sériově vyrábět. S rychlým vývojem nových energetických vozidel je celosvětová poptávka po neorientované křemíkové oceli pro hnací motory nových energetických vozidel silná.