新エネルギー自動車駆動モーターと無方向性ケイ素鋼

GNEE鋼冷間圧延結晶粒無方向性ケイ素鋼

新エネルギー車、特にクラスB以上の電気自動車の駆動力は一般に180kW以上であり、2セット以上の電気駆動システムを搭載する必要がある。 ハイエンド電気自動車の割合が増加し続けるにつれて、新エネルギー駆動モーターの設置容量はさらに増加し​​ます。 永久磁石同期モーターは、高出力密度、低エネルギー消費、小型、軽量という利点により、新エネルギー車で最も広く使用されており、2021 年には総設置容量の 94.4% を占めます。新エネルギー車の3大要素であり、今後の開発方向は高速・高出力です。 そのためには、同じ出力でモータの体積、重量、鉄損をできる限り小さくする必要がありますが、モータの体積や重量を減らすとモータのトルクが低下するため、回転速度が低下します。モーターを増やす必要があります。 たとえば、Prius2015 モーターの速度は Prius2004 モーターのほぼ 3 倍ですが、ピークトルクは減少傾向を示しています。 高速モーターとギアボックスの連携により、高速低トルク入力が低速高トルク出力に変換され、新エネルギー車を駆動する目的を達成します。

高速かつ高出力の駆動モーターでは、モーター材料、特に積層板製のステーターコアとローターコアに対してより高い要件が求められます。無方向性珪素鋼シートは、モーターの出力、トルク、鉄の消費量、温度を直接決定するだけでなく、アップグレードは新エネルギー車の航続距離にも影響します。 たとえば、2018 年に日本、北米、欧州で発売された日産リーフ II のバッテリー容量はわずか 40kWh ですが、航続距離は最大 400km で、これは自動車と同じです。バッテリー容量60kWhのテスラモデルS。 これは、日産リーフⅡの駆動モーターに永久磁石同期モーターを採用しているためで、永久磁石で励磁するため励磁電流が不要なため、励磁損失がなく、低損失、高効率です。 また、日産リーフⅡ駆動モーターのステーター鉄心とローター鉄心には厚さ0.25mmの積層珪素鋼板を採用しており、鉄損を低減し、モーター効率をさらに向上させることができます。 2016 BMW i3 の駆動モーター コアは積層板で作られています。珪素鋼板厚さは{{0}}.27mmです。 モーターの重量を軽減し、モーターの出力密度を高めるために、ローターコアには多数の軽量化穴があります。 したがって、モーターの効率と出力密度を向上させるために、モーター用のケイ素鋼板は従来の 0.35mm および 0.50mm から0.25mmと0.27mm。 モーターの高速化に伴い、仕様が薄く、鉄損が低いケイ素鋼が新エネルギー車の駆動モーターに徐々に適用されることが予想されます。

駆動モーターのステーターコアとローターコアの製造に使用される冷間圧延無方向性珪素鋼板は、電力とエネルギーの変換を決定する重要な軟磁性材料です。 鉄心に発生する鉄損はモータ損失の重要な部分であり、特にモータが高速で回転する場合、全損失に占める鉄損の割合が大幅に増加します。 超高周波状態では、渦電流損だけで全損失の 40%-70% を占めるため、珪素鋼には高周波鉄損ができるだけ低いことが求められます。モーターの効率を向上させ、新エネルギー車の航続距離を延ばすことができます。また、温度上昇を抑制し、永久磁石の減磁を回避することもできます。 発進時や低速登坂時には、モーターは発進に必要な大きなトルクを出力する必要があるため、できるだけ高い磁気誘導が必要です。 さらに、高速運転時の巨大な遠心力とステータとロータのクリアランスの厳密な設計により、ロータの材料にはより高い降伏強度が求められます。 したがって、高速かつ高出力密度の新エネルギー車駆動モーターには、薄肉仕様（0.35mm以下）、低高周波鉄損、高磁気誘導の冷延無方向性けい素鋼板の使用が必要となります。 、および高い降伏強度。

新エネルギー車駆動モーター用の高強度無方向性けい素鋼製品は、長いプロセスフロー、狭いプロセスウィンドウ、および生産の難しさのため、大規模で安定した生産能力を持つ企業は世界でもほとんどありません。 現在、新エネルギー車の駆動モーター用無方向性珪素鋼は、世界で日本のJFE、新日鉄、韓国のポスコが生産しているが、中国では宝鋼、首鋼、太原鉄など数社のみとなっている。スチール製なので量産可能です。 新エネルギー自動車の急速な発展に伴い、新エネルギー自動車の駆動モーター用無方向性けい素鋼に対する世界市場の需要は旺盛です。