车用驱动电机关键材料

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1、车用驱动电机关键材料一、2013年产业与技术总体情况车用驱动电机是新能源汽车的心脏，决定了整车的性能品质。无取向电工钢和烧结钕铁硼永磁材料是车用驱动电机最重要的电磁材料，其成本约占整个电机成本的70%。因此，高性能低成本的电工钢和钕铁硼永磁材料是实现高品质低成本车用电驱动产业化的关键技术。近年来，随着新能源汽车产业发展与能源环保的紧迫需求，对汽车驱动电机的能效、轻量化等性能不断提出更高的要求；高磁感低铁损的电工钢则是实现高效轻量化车用驱动电机的基础。为此，以宝钢和武钢为代表的国内各大钢铁厂家都开展了电动汽车驱动电机用电工钢的开发与应用研究，不断与下游电机厂家及整车制造厂家

2、开展各种形式的合作。电工钢产品的高频铁损不断降低,磁感不断提高,机械性能和冲片加工性能不断改善，电工钢综合性能已达到世界先进水平。可以说2013年，国内驱动电机电工钢生产企业在电工钢生产的关键工艺水平，设备和控制能力上都取得了明显的进步，电工钢生产与消费规模均列世界第一位。中国烧结钕铁硼产量近年来占全球份额不断攀升。2000年，全球烧结钕铁硼毛坯产量为15550吨，其中中国毛坯产量为6500吨，占世界毛坯总产量的41.8%；2010年，全球烧结钕铁硼毛坯产量为9.82万吨，而中国毛坯产量为7.8万吨，占世界总产量的79.4%；2011-2013年随着世界经济发展速度放缓以

3、及稀土价格的波动，全球烧结钕铁硼毛坯产量有所降低。但旺盛的市场需求，尤其是电动汽车永磁电机产量的增加，使得我国稀土永磁产量仍然保持了较高的水平，2013年我国烧结钕铁硼磁体毛坯产量为7.8万吨左右，超过世界总产量的80%。依靠中央及地方政府的支持和引导，在全国稀土永磁行业的共同努力及烧结钕铁硼装备企业的大力配合下，我国烧结钕铁硼产品在产量增加的同时，企业研发生产能力和产品性能也逐年提高，涌现出宁波韵升、中科三环、安泰科技、烟台正海等一批具有国际竞争力的优秀企业。二、主要材料技术进展1.车用驱动电机用电工钢（1）主要技术指标与进展情况电工钢作为电机能量转化的关键软磁材料，主

4、要用于制造驱动电机核心部件：定转子铁芯。车用驱动电机追求高转矩密度、高运行效率和宽广的运行速度，要求电工钢材料具有尽可能高的磁感以及尽可能低的铁损，尤其对高频下的铁损值较传统工业电机要求更高。此外，高速运转时巨大的离心力以及严苛的定转子间隙设计对材料的机械性能要求很高。因此，用作转子的电工钢必须具有较高的屈服强度和抗拉强度。图1是驱动电机电工钢材料特性与转速关系示意图。高250高转矩密度转200高精度外形矩高高功率密度150磁密铜损为主高转子强度100高效率区铁损为主50频率高0020004000600080001000012000转速高图1电工钢材料特性要求与转速关系针

5、对车用驱动电机电工钢材料的如上特点，国内生产企业以高牌号薄规格无取向电工钢作为突破口，结合不同用户的应用需求，通过优化炼钢成分、轧制工艺和热处理工艺，在降低高频损耗，提高磁感应强度，提高了材料的机械强度等方面取得了较大突破。另外，在其他几何尺寸标准控制上如同板差、横向厚度差等在孔洞、重皮、折印、气泡、分层等表面缺陷的控制上也取得了长足进步。面对不同应用需求，宝钢开发出AV(低铁损)和AHV(高磁感)两大系列产品。以宝钢AV系列产品为例，共有8个牌号，0.35mm、0.30mm、0.27mm三种厚度规格，各牌号铁损P10/400典型值达到13W/kg~19W/kg的较高水平

6、。武钢在2013年度推出的30WGP1600牌号车用驱动电机电工钢，其铁损P10/400典型值也达到14.5W/kg的国际先进水平。上海电驱动、上海大郡动力、北京精进电动、中山大洋和南车时代等电驱动企业，已成功使用武钢、宝钢研发的电动汽车专用电工钢产品用于车用驱动电机的生产，取得良好效果，已完全替代国外同类产品。为提升车用驱动电机电工钢产品品质与标准化，促进汽车电驱动产业发展；2013年，由上海机动车检测中心、上海大学、中国计量科学研究院、宝钢、武钢和上海电驱动公司等单位合作起草的《电动汽车驱动电机用冷轧无取向电工钢带(片)》标准初稿已提交全国钢标准化技术委员会，并已获批

7、国家标准计划项目编号：20121700-T-605，这标志着国内电动汽车驱动电机用电工钢逐渐开始走向标准化的道路。该标准涵盖了0.15-0.50mm厚度规格内的各种硅钢片材料，主要针对车用驱动电机电工钢宽频域、高磁密、温度变化范围大以及离心力大的工况特点，对高频条件下的磁性能，高温条件下的电磁性能、热性能和机械性能做了明确规定或说明，相比原有的IEC60404-8-4及《GB/T2521-2008冷轧晶粒取向、无取向电工钢带（片）》国家标准更加全面细致，更加符合电动汽车驱动电机用电工钢的服役要求。（2）目前亟需解决的技术难点及