Ny energidrevet motor og ikke-orientert silisiumstål

GNEE Stål Kaldvalset Korn Ikke-orientert silisiumstål

Drivkraften til nye energikjøretøyer, spesielt elektriske kjøretøy i klasse B og over, er generelt over 180 kW, og to eller flere sett med elektriske drivsystemer må utstyres. Ettersom andelen high-end elektriske kjøretøy fortsetter å øke, vil den installerte kapasiteten til nye energidrivmotorer øke ytterligere. Med fordelene høy effekttetthet, lavt energiforbruk, liten størrelse og lav vekt, er permanentmagnet synkronmotorer de mest brukte i nye energikjøretøyer, og står for 94,4 % av den totale installerte kapasiteten i 2021. Drivmotor er en av de tre kjernekomponentene i nye energikjøretøyer, og dens fremtidige utviklingsretning er høy hastighet og høy effekt. Dette krever at motoren reduserer volumet, vekten og jerntapet til motoren så mye som mulig under samme kraft, men å redusere volumet og vekten til motoren vil føre til en reduksjon i motorens dreiemoment, slik at hastigheten på motoren må økes. For eksempel er hastigheten til Prius2015-motoren nesten tre ganger høyere enn for Prius2004-motoren, mens toppdreiemomentet viser en synkende trend. Gjennom samarbeidet mellom høyhastighetsmotoren og girkassen, forvandles høyhastighets lavmomentinngangen til en lavhastighets høymomentutgang, og oppnår dermed formålet med å kjøre nye energikjøretøyer.

Høyhastighets og høyeffekts drivmotorer stiller også høyere krav til motormaterialer, spesielt stator- og rotorkjernene laget av laminertikke-orientert silisiumstålark, som ikke bare direkte bestemmer motoreffekten, dreiemomentet, jernforbruket, temperaturen. Oppgraderingen påvirker også cruiseområdet til nye energikjøretøyer. For eksempel har Nissan Leaf II, som ble lansert i Japan, Nord-Amerika og Europa i 2018, en batterikapasitet på bare 40 kWh, men en rekkevidde på opptil 400 km, som er det samme som Tesla Model S med en batterikapasitet på 60kWh. Dette er fordi Nissan Leaf II bruker en permanent magnet synkronmotor som drivmotor, som eksiteres av permanente magneter og ikke krever eksitasjonsstrøm, så det er ingen eksitasjonstap, lavt tap og høy effektivitet. I tillegg er stator- og rotorjernkjernen til Nissan Leaf II-drivmotoren laget av laminerte silisiumstålplater med en tykkelse på 0,25 mm, noe som kan redusere jerntapet og forbedre motoreffektiviteten ytterligere. Drivmotorkjernen til 2016 BMW i3 er laget av laminertsilisium stålplatermed en tykkelse på {{0}},27 mm. Det er et stort antall vektreduserende hull i rotorkjernen for å redusere vekten på motoren og øke motorens effekttetthet. Derfor, for å forbedre effektiviteten og effekttettheten til motoren, har silisiumstålplaten for motoren blitt redusert fra tradisjonelle 0.35 mm og 0.50 mm til 0,25 mm og 0,27 mm. Det er forutsigbart at med økningen av motorhastigheten, vil silisiumstål med tynnere spesifikasjoner og lavere jerntap gradvis bli brukt på nye energikjøretøydrivmotorer.

Den kaldvalsede ikke-orienterte silisiumstålplaten som brukes til å produsere stator- og rotorkjernene til drivmotorer, er det viktigste myke magnetiske materialet som bestemmer konverteringen av kraft og energi. Jerntapet som genereres i jernkjernen er en viktig del av motortapet, spesielt når motoren går med høy hastighet øker andelen jerntapet av det totale tapet betydelig. I ultrahøyfrekvenstilstanden utgjør virvelstrømtapet alene 40%-70% av det totale tapet, så dette krever at silisiumstål har et så lavt høyfrekvent jerntap som mulig, som kan forbedre effektiviteten til motoren og øke cruiseområdet til nye energikjøretøyer, det kan også undertrykke temperaturstigningen og unngå demagnetisering av permanentmagneten; under kjøretøystart og lavhastighetsklatring, må motoren gi et stort dreiemoment nok til å kjøre bilen til start, så den må ha så høy magnetisk induksjon som mulig. I tillegg krever den enorme sentrifugalkraften under høyhastighetsdrift og den strenge utformingen av stator-rotorklaringen også at rotormaterialet har høyere flytegrense. Derfor krever nye energikjøretøydrivmotorer med høy hastighet og høy effekttetthet bruk av kaldvalsede ikke-orienterte silisiumstålplater med tynnere spesifikasjoner (mindre enn eller lik 0,35 mm), lavere høyfrekvent jerntap, høyere magnetisk induksjon , og høy flytegrense.

På grunn av den lange prosessflyten, det smale prosessvinduet og den vanskelige produksjonen av høyfaste ikke-orienterte silisiumstålprodukter for drivmotorer for nye energikjøretøyer, er det få bedrifter med storskala og stabil produksjonskapasitet i verden. For tiden kan ikke-orientert silisiumstål for drivmotorer for nye energikjøretøyer produseres av japanske JFE, Nippon Steel og Sør-Koreas Posco i verden, mens bare noen få selskaper i Kina, som Baosteel, Shougang og Taiyuan Iron og Stål, kan masseprodusere. Med den raske utviklingen av nye energikjøretøyer er den globale markedsetterspørselen etter ikke-orientert silisiumstål for drivmotorer til nye energikjøretøyer sterk.