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日本钢企领跑新一代EV马达核心材料

2022/10/26

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      有助于纯电动汽车(EV)马达小型化的钢材之间的竞争日趋激烈。神户制钢所日前开发了用于称为“轴向间隙型”的新一代马达的特殊铁粉和线材。这种马达与采用电磁钢板的传统类型相比更轻,另一方面,需要能加工为复杂形状的铁粉等。神户制钢将通过新钢材对抗在电磁钢板领域有优势的日本制铁。

   

   

      马达由电流流经时旋转的转子和定子构成。面向纯电动汽车一般为名为“径向间隙型”的类型。构成定子等核心零部件的铁芯(马达核心)的制造是在凿穿薄钢板之后重叠起来。钢板采用加入硅等进行成分调整、使之容易传导磁力的非定向电磁钢板。

 

      轴向间隙型的铁芯则呈现犹如切掉年轮蛋糕一部分的形状。能够实现小型化,相比径向间隙型,扭矩(旋转力)更大。据神户制钢表示,能将体积比径向间隙型减少约2成,但此前难以凿穿电磁钢板加工为所需的形状。

   

      易于加工为复杂的形状

 

      在这样的情况下,神户制钢开发的是像电磁钢板那样容易传递磁力的磁性铁粉和线材。铁粉在压缩之后变硬,可加工为被称为“压粉磁芯”的铁芯。线材合在一起形成铁芯。与钢板相比,均容易自由加工各种形状。

    

被称为“轴向间隙型”的新一代马达被认为有助于延长EV的续航距离(日本神户制钢所提供)

    

      用于马达铁芯的钢材为了避免流经电流之后功率效率下降,一般会添加绝缘覆膜。神户制钢的铁粉将覆膜的厚度降至数百纳米(纳米为10亿分之1米)。一般的电磁钢板为数微米(微米为100万分之1米)。覆膜越薄,越容易传导磁力,越能提高马达旋转的效率。

 

      线材的截面为六角形,每边长约0.7毫米,80根左右形成一束。利用借助钢铁业务积累的技术,将碳含量降至0.01%以下,使之容易传递磁力。以线材制造铁芯的马达在产生相同输出功率的同时,使重量比采用电磁钢板减轻2成。

   

      马达的制造成本与电磁钢板处于相同水平。这是因为电磁钢板在打孔之际产生边角料,成品率下降,但通过线材等制造之际能消除浪费的部分。

 

      神户制钢供应铁粉样品

 

      虽然一般认为线材适合低速用途,铁粉适合高速用途,但在容易传导磁力等性能方面,包括铁粉在内,都跟电磁钢板相当。神户制钢已决定向部分汽车厂商及部件厂商等供应铁粉样品。今后还将开始提供线材样品。

 

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