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日本鋼企領跑新一代EV馬達核心材料

2022/10/26

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      有助於純電動汽車(EV)馬達小型化的鋼材之間的競爭日趨激烈。神戶制鋼所日前開發了用於稱為“軸向間隙型”的新一代馬達的特殊鐵粉和線材。這種馬達與採用電磁鋼板的傳統類型相比更輕,另一方面,需要能加工為複雜形狀的鐵粉等。神戶制鋼將通過新鋼材對抗在電磁鋼板領域有優勢的日本制鐵。

   

   

      馬達由電流流經時旋轉的轉子和定子構成。面向純電動汽車一般為名為“徑向間隙型”的類型。構成定子等核心零部件的鐵芯(馬達核心)的製造是在鑿穿薄鋼板之後重疊起來。鋼板採用加入硅等進行成分調整、使之容易傳導磁力的非定向電磁鋼板。

 

      軸向間隙型的鐵芯則呈現猶如切掉年輪蛋糕一部分的形狀。能夠實現小型化,相比徑向間隙型,扭矩(旋轉力)更大。據神戶制鋼表示,能將體積比徑向間隙型減少約2成,但此前難以鑿穿電磁鋼板加工為所需的形狀。

   

      易於加工為複雜的形狀

 

      在這樣的情況下,神戶制鋼開發的是像電磁鋼板那樣容易傳遞磁力的磁性鐵粉和線材。鐵粉在壓縮之後變硬,可加工為被稱為“壓粉磁芯”的鐵芯。線材合在一起形成鐵芯。與鋼板相比,均容易自由加工各種形狀。

    

被稱為“軸向間隙型”的新一代馬達被認為有助於延長EV的續航距離(日本神戶制鋼所提供)

    

      用於馬達鐵芯的鋼材為了避免流經電流之後功率效率下降,一般會添加絕緣覆膜。神戶制鋼的鐵粉將覆膜的厚度降至數百奈米(奈米為10億分之1米)。一般的電磁鋼板為數微米(微米為100萬分之1米)。覆膜越薄,越容易傳導磁力,越能提高馬達旋轉的效率。

 

      線材的截面為六角形,每邊長約0.7毫米,80根左右形成一束。利用借助鋼鐵業務積累的技術,將碳含量降至0.01%以下,使之容易傳遞磁力。以線材製造鐵芯的馬達在産生相同輸出功率的同時,使重量比採用電磁鋼板減輕2成。

   

      馬達的製造成本與電磁鋼板處於相同水準。這是因為電磁鋼板在打孔之際産生邊角料,成品率下降,但通過線材等製造之際能消除浪費的部分。

 

      神戶制鋼供應鐵粉樣品

 

      雖然一般認為線材適合低速用途,鐵粉適合高速用途,但在容易傳導磁力等性能方面,包括鐵粉在內,都跟電磁鋼板相當。神戶制鋼已決定向部分汽車廠商及部件廠商等供應鐵粉樣品。今後還將開始提供線材樣品。

 

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