日企挑战世界最快EV马达,1分钟5万转
2022/08/18
爱知制钢认为,如果是3万4000rpm的马达,与一般产品相比,可将整体的质量减少4成。具体来说,可将电磁钢板的使用量减少75%,铜和磁铁分别减少7成。如果是5万rpm,则有可能进一步减少。
马达资源面临地缘政治风险
“到2030年前后,纯电动汽车将广泛增加,可能发生资源问题”,正如爱知制钢的开发本部长野村一卫所指出的那样,在纯电动汽车领域,除了电池之外,用于马达的零部件和原材料也面临供应隐忧。
美国调查公司标普全球公司认为,无取向性电磁钢板可能在2025年以后出现短缺,到2027年短缺逾35万吨,到2030年短缺逾90万吨。这是因为在需求增加的同时,能生产和加工高品质电磁钢板的企业有限。
铜也可能在中长期出现短缺。有观点认为,每辆纯电动汽车的铜使用量约为80公斤,达到发动机汽车的约4倍。用于永久磁铁的钕和镝等稀土的产地偏重于中国等。
TRAMI的藤户表示,“争夺资源的地缘政治风险将提高,有可能无法采购到马达材料。将瞄准5万rpm这一高难度目标,应对资源争夺战”。
还需要高强度的零部件和新的减速构件
实现5万rpm面临的课题也很多。首先是涡流损耗。涡流损耗指的是马达铁芯内产生的无益电流导致的电力损耗。转速越高,损耗也越大,马达效率将随之恶化,因此需要在磁铁的形状和配置等方面下功夫。
马达的转速和扭矩借助采用功率半导体的电力开关来控制。越是高转速,电压越高,如果是5万rpm,可达到数千伏,比目前提高数倍。作为功率半导体的材料,或需要与现行的硅相比更耐高压的碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等。
随着高转速化使得离心力加大,还需要提高马达零部件的强度。能嵌入高转速马达的减速器的减速比加大,这也成为课题。根据减速比,齿轮等也容易变得更大,缩小马达的效果就会下降。
纯电动汽车马达目前正在陷入成本竞争。虽然门槛很高,但如果能实现高转速,或有助于作为“游戏规则改变者”改写行业的势力版图。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)清水直茂
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