2024年5月27日上午,由電動汽車產業技術創新戰略聯盟(以下簡稱聯盟)主辦的微課堂活動通過線上方式順利召開。會議聚焦驅動電機本體、定轉子鐵心、非晶納米晶新型軟磁材料技術,邀請到蘇州匯川聯合動力系統股份有限公司研發電機總工于吉坤、寧波鴻達電機模具有限公司技術總監倪峻鋒、蘇州英磁新能源科技有限公司總經理裴瑞琳進行演講分享。會議由中國汽車工程學會電動化中心副主任研究員趙遷主持,吸引線上近2000人次觀看。
01從驅動電機綜合性能出發定義電工鋼需求
著眼新能源汽車實際續航里程需求、輕量化和卓越車內空間、更安靜的駕乘體驗和成本競爭力,促進驅動電機向更高功率密度、可靠性,以及更好的NVH性能和低成本方向不斷演進。同時,驅動電機需要頻繁起停、加減速等,面臨低速爬坡時要求高轉矩,高速行駛時要求高功率以及大變速范圍的全域性能挑戰。
在電機高轉速發展趨勢下,電工鋼需要增大屈服、抗拉強度,轉子鐵心材料高強化是趨勢;增加飽和磁密可以提高電機轉矩/功率密度,定子齒采用取向硅鋼和、定子軛采用無取向硅鋼的混用方案也是提升效率的手段;為進一步減小工況損耗中占比大的鐵耗部分,電工鋼的輕薄化是重要趨勢;膠粘硅鋼可以明顯改善電機NVH表現,其系統可靠性驗證和成本是關鍵。
蘇州匯川聯合動力系統股份有限公司研發電機總工于吉坤
02定轉子材料獨立化,結合自粘結鐵心工藝進一步提高鐵心各項性能
與整體定子鐵心相比,定子鐵心采用扇形、單齒、卷繞方式能大幅提高材料利用率從而降低鐵心成本,受硅鋼片的同板差影響也會降低,但拼塊生產會影響整個生產效率;在高轉速轉子鐵心方面,自粘結鐵心在磁橋處的粘結狀態可提升磁橋剛性,優化磁橋尺寸。自粘結涂液技術采用水性環氧樹脂,具有涂層薄(單面2-5μm)、疊壓系數高(0.2材料,96%)、固化速度快(1-3分鐘)、粘結強度高(3-5N/mm)、不溢膠(或少溢膠)等優勢。自粘接技術能降低電機鐵損從而提升效率,自粘結鐵心疊片之間的區域被涂料填充從而降低電機運轉時產生的NVH,自粘結電機鐵心的疊壓系數可以達到98.5%以上(0.35厚度硅鋼片)從而提高功率密度,同時明顯提升鐵心粘結強度,平面度、垂直度和熱傳導性能。
寧波鴻達電機模具有限公司技術總監 倪峻鋒
03非晶合金電機適用于超高速電機應用場景
不同車型對電工鋼的性能需求不同,卡車、客車等商用車使用的低轉速高轉矩電機大多采用0.35-0.5mm硅鋼,而乘用車使用的高轉速電機一般采用厚度小于0.30mm的高強電工鋼。新一代高功率密度、高轉矩和高轉速驅動電機需要“高頻低鐵損”、“高磁密”和“高強度”。
非晶合金適用于高速低扭矩應用場景,例如應用于氫燃料電池汽車空壓機用超高速電機將優勢明顯。非晶合金磁性能常用的三種測試方法中,愛潑斯坦法測得數據最優,疊壓環樣法居中,卷繞環樣法最差,但哪一種最準還需要放到實踐中檢驗。電機是典型的多物理場耦合系統,需考慮電磁、振動、溫度、應用、電控等因素影響,而軟磁材料則服役在力-熱-磁耦合的狀態下,因此搭建了軟磁材料多物理場性能表征系統,可以從材料端精確指導電機設計。
蘇州英磁新能源科技有限公司總經理 裴瑞琳
電動化研究中心和聯盟針對熱點技術和爭議性話題持續開展小而精的閉門研討會,剖析痛點和短板,洞察發展趨勢。通過總結專家觀點,形成研究報告。以下為2024年已經召開的三場研討會,歡迎感興趣的企業聯系策劃和承辦。
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