มอเตอร์ขับเคลื่อนรถยนต์พลังงานใหม่และเหล็กซิลิคอนที่ไม่มุ่งเน้น

GNEE Steel เหล็กซิลิกอนชนิดรีดเย็นชนิดไม่มุ่งเน้น

กำลังขับของรถยนต์พลังงานใหม่ โดยเฉพาะรถยนต์ไฟฟ้าคลาส B ขึ้นไป โดยทั่วไปมีมากกว่า 180kW และจำเป็นต้องติดตั้งระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าสองชุดขึ้นไป เนื่องจากสัดส่วนของรถยนต์ไฟฟ้าระดับไฮเอนด์ยังคงเพิ่มขึ้น กำลังการผลิตติดตั้งของมอเตอร์ขับเคลื่อนพลังงานใหม่ก็จะเพิ่มขึ้นอีก ด้วยข้อดีของความหนาแน่นของพลังงานสูง การใช้พลังงานต่ำ ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์พลังงานใหม่ คิดเป็น 94.4% ของกำลังการผลิตติดตั้งทั้งหมดในปี 2564 มอเตอร์ขับเคลื่อนเป็นหนึ่งใน องค์ประกอบหลักสามประการของรถยนต์พลังงานใหม่และทิศทางการพัฒนาในอนาคตคือความเร็วสูงและกำลังสูง โดยต้องการให้มอเตอร์ลดปริมาตร น้ำหนัก และการสูญเสียธาตุเหล็กของมอเตอร์ให้มากที่สุดภายใต้กำลังเท่ากัน แต่การลดปริมาตรและน้ำหนักของมอเตอร์จะทำให้แรงบิดของมอเตอร์ลดลง ดังนั้น ความเร็วของ จำเป็นต้องเพิ่มมอเตอร์ ตัวอย่างเช่น ความเร็วของมอเตอร์ Prius2015 เกือบสามเท่าของมอเตอร์ Prius2004 ในขณะที่แรงบิดสูงสุดมีแนวโน้มลดลง ด้วยความร่วมมือของมอเตอร์ความเร็วสูงและกระปุกเกียร์ อินพุตแรงบิดต่ำความเร็วสูงจะเปลี่ยนเป็นเอาต์พุตแรงบิดสูงความเร็วต่ำ ดังนั้นจึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการขับขี่รถยนต์พลังงานใหม่

มอเตอร์ขับเคลื่อนความเร็วสูงและกำลังสูงยังทำให้เกิดความต้องการวัสดุมอเตอร์ที่สูงขึ้น โดยเฉพาะแกนสเตเตอร์และโรเตอร์ที่ทำจากลามิเนตเหล็กซิลิกอนที่ไม่มุ่งเน้นซึ่งไม่เพียงแต่กำหนดกำลังมอเตอร์ แรงบิด การใช้เหล็ก อุณหภูมิโดยตรงเท่านั้น การอัพเกรดยังส่งผลต่อระยะการขับเคลื่อนของรถยนต์พลังงานใหม่อีกด้วย ตัวอย่างเช่น Nissan Leaf II ซึ่งเปิดตัวในญี่ปุ่น อเมริกาเหนือ และยุโรปในปี 2018 มีความจุแบตเตอรี่เพียง 40kWh แต่มีระยะการเดินทางสูงสุด 400 กม. ซึ่งเท่ากับ Tesla Model S มีความจุแบตเตอรี่ 60kWh เนื่องจาก Nissan Leaf II ใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรเป็นมอเตอร์ขับเคลื่อน ซึ่งถูกกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวรและไม่ต้องใช้กระแสกระตุ้น ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียจากการกระตุ้น การสูญเสียต่ำ และประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ แกนเหล็กสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์ขับเคลื่อน Nissan Leaf II ยังทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนเคลือบที่มีความหนา 0.25 มม. ซึ่งสามารถลดการสูญเสียธาตุเหล็กและปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก แกนมอเตอร์ขับเคลื่อนของ BMW i3 ปี 2016 ทำจากลามิเนตแผ่นเหล็กซิลิกอนด้วยความหนา {{0}.27 มม. มีรูลดน้ำหนักจำนวนมากในแกนโรเตอร์เพื่อลดน้ำหนักของมอเตอร์และเพิ่มความหนาแน่นของกำลังของมอเตอร์ ดังนั้น เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของกำลังของมอเตอร์ แผ่นเหล็กซิลิกอนสำหรับมอเตอร์จึงลดลงจาก 0.35 มม. และ 0.50 มม. แบบดั้งเดิมเป็น 0.25 มม. และ 0.27 มม. คาดการณ์ได้ว่าด้วยความเร็วของมอเตอร์ที่เพิ่มขึ้น เหล็กซิลิกอนที่มีคุณสมบัติบางลงและการสูญเสียธาตุเหล็กที่ลดลงจะค่อยๆ ถูกนำไปใช้กับมอเตอร์ขับเคลื่อนของยานพาหนะพลังงานใหม่

แผ่นเหล็กซิลิคอนชนิดไม่เน้นรีดเย็นที่ใช้ในการผลิตแกนสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์ขับเคลื่อนเป็นวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่สำคัญที่กำหนดการแปลงพลังงานและพลังงาน การสูญเสียธาตุเหล็กที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กเป็นส่วนสำคัญของการสูญเสียของมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมอเตอร์ทำงานที่ความเร็วสูง สัดส่วนของการสูญเสียธาตุเหล็กต่อการสูญเสียทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในสถานะความถี่สูงพิเศษ การสูญเสียกระแสไหลวนเพียงอย่างเดียวคิดเป็น 40%-70% ของการสูญเสียทั้งหมด ดังนั้นเหล็กซิลิคอนจึงต้องมีการสูญเสียเหล็กความถี่สูงต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์และเพิ่มช่วงการล่องเรือของยานพาหนะพลังงานใหม่ นอกจากนี้ยังสามารถระงับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและหลีกเลี่ยงการล้างอำนาจแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร ในระหว่างขั้นตอนการสตาร์ทรถและไต่เขาด้วยความเร็วต่ำ มอเตอร์จำเป็นต้องส่งแรงบิดมหาศาลเพียงพอที่จะขับเคลื่อนรถเพื่อสตาร์ท ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นอกจากนี้ แรงเหวี่ยงขนาดใหญ่ระหว่างการทำงานที่ความเร็วสูงและการออกแบบระยะห่างระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ที่เข้มงวดยังทำให้วัสดุโรเตอร์มีความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่าอีกด้วย ดังนั้น มอเตอร์ขับเคลื่อนยานยนต์พลังงานใหม่ที่มีความเร็วสูงและความหนาแน่นของกำลังสูงจึงจำเป็นต้องใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนชนิดไม่เน้นรีดเย็นที่มีข้อกำหนดทินเนอร์ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.35 มม.) ลดการสูญเสียเหล็กความถี่สูง การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่สูงขึ้น และให้ผลผลิตสูง

เนื่องจากการไหลของกระบวนการที่ยาวนาน กรอบเวลากระบวนการที่แคบ และการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กซิลิกอนที่ไม่มุ่งเน้นความแข็งแรงสูงที่มีความแข็งแรงสูงสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนยานพาหนะพลังงานใหม่ที่ยากลำบาก มีองค์กรเพียงไม่กี่แห่งในโลกที่มีกำลังการผลิตขนาดใหญ่และมีเสถียรภาพ ปัจจุบัน เหล็กกล้าซิลิคอนที่ไม่มุ่งเน้นสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนรถยนต์พลังงานใหม่สามารถผลิตได้โดย JFE ของญี่ปุ่น Nippon Steel และ Posco ของเกาหลีใต้ในโลก ในขณะที่มีเพียงไม่กี่บริษัทในจีน เช่น Baosteel, Shougang และ Taiyuan Iron และ เหล็กสามารถผลิตได้จำนวนมาก ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานพาหนะพลังงานใหม่ ความต้องการของตลาดทั่วโลกสำหรับเหล็กซิลิคอนที่ไม่มุ่งเน้นสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนของยานพาหนะพลังงานใหม่จึงมีความแข็งแกร่ง