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《电动汽车驱动电机定子铁芯用非晶合金薄片》
征求意见稿编制说明
一、任务来源
非晶合金薄片,也被称为金属玻璃,其原子排列无序、各向同性,展现出高磁导率、低矫顽力、高电阻率及低损耗等优势。在高频工况下,非晶合金薄片的电阻率远高于传统硅钢片,能有效降低涡流损耗,提高电机效率。研究表明,采用非晶合金铁心的电机,损耗较普通硅钢下降50%以上,效率可达到96%以上,远高于传统硅钢电机的90%左右。这使得非晶合金薄片在电动汽车驱动电机领域具有巨大的应用潜力。
近年来,非晶合金薄片在制备工艺、性能优化等方面取得了重要突破。在制备工艺上,退火处理是关键步骤,等温退火、磁场退火和快速退火等技术不断发展,旨在去除带材中的内应力,提升软磁性能。其中,磁场退火通过施加磁场来提升非晶合金的软磁性能,纵磁场退火和横磁场退火都能降低非晶带材损耗,增加饱和磁感应强度。在性能优化方面,通过建立精确的铁心损耗模型,可以有效预测和优化非晶电机的损耗特性。同时,考虑电磁场、温度场、应力场等多物理场的耦合效应,通过有限元分析和多物理场仿真,优化电机的电磁性能、冷却系统和结构设计,进一步提高电机的整体性能。
随着技术的不断进步,非晶合金薄片在电动汽车驱动电机定子铁芯领域的应用逐步拓展。一些新能源汽车品牌已经启动了相关项目,旨在通过非晶合金材料的应用,提升电机的效率和性能。例如,采用非晶合金定子铁芯的电机,功率密度比传统电机提高了20%以上,在相同体积下能够输出更大的功率,满足电动汽车对高动力性能的需求。同时,非晶合金的生产过程能耗低,且材料本身具有优异的耐腐蚀性,符合绿色制造的要求,有助于提升电动汽车的环保性能。
非晶电机的产业化进程需要进一步加快,以满足新能源汽车行业的大规模应用需求。随着非晶合金材料制备技术的进步和加工工艺的优化,非晶电机的制造成本将逐步降低,产业化进程将加快。同时,随着智能制造技术的发展,非晶电机的设计和制造将更加智能化和自动化,进一步提高电机的性能和可靠性。非晶合金薄片有望在电动汽车驱动电机定子铁芯领域发挥更大的作用,为新能源汽车产业的发展贡献力量。
目前,电动汽车驱动电机定子铁芯用非晶合金薄片相关的标准有GB/T36282-2018电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法、GB/T34215-2023电动汽车驱动电机用冷轧无取向电工钢带(片)。
GB/T36282-2018主要针对电动汽车驱动电机系统的电磁兼容性(EMC)提出要求和试验方法,涵盖传导发射、辐射发射及抗干扰性能等测试,侧重于系统级电磁环境适应性;而GB/T34215-2023则规范了冷轧无取向电工钢带(片)的磁性能、力学性能和尺寸公差,聚焦传统硅钢材料的铁损、磁感等基础参数。相比之下,团体标准围绕非晶合金薄片的材料特性,将规定其厚度、磁导率、铁芯损耗(如P1.0T/20kHz≤20W/kg)等关键指标,还可能强调高频工况下的性能稳定性要求。
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非晶合金薄片的优势在于其颠覆性材料特性。相较于冷轧无取向电工钢,非晶合金具有更低的铁芯损耗和更高的磁导率,可显著提升电机效率并减少温升;其超薄特性与高频适应性尤其契合新能源汽车驱动电机高转速、高功率密度的发展需求。此外,非晶合金的纳米晶结构赋予其优异的抗饱和能力,在复杂电磁环境中可降低谐波干扰,间接支持GB/T36282-2018的EMC达标。团体标准通过精准定义非晶材料的技术边界,为突破传统硅钢电机能效瓶颈提供了创新解决方案,助力电动汽车实现更高续航与节能目标。
针对非晶合金薄片的材料成分与物理性能、磁性能、加工性能等,急需立项《电动汽车驱动电机定子铁芯用非晶合金薄片》该标准,填补标准空白点,规范材料性能指标,推动非晶合金技术迭代升级。《电动汽车驱动电机定子铁芯用非晶合金薄片》团体标准的制定,具有以下几方面的意义:
1、规范行业发展,保障产品质量
当前,电动汽车驱动电机定子铁芯用非晶合金薄片市场尚处于发展阶段,缺乏统一的标准规范。不同企业在生产过程中采用的工艺、原材料及质量控制方法存在差异,导致产品质量参差不齐。制定团体标准,可明确非晶合金薄片的性能指标、生产工艺、检验方法等要求,规范企业的生产行为,确保产品质量的稳定性和可靠性,为消费者提供高质量的产品。
2、促进技术创新,推动产业升级
团体标准的制定过程需要企业、科研机构等各方共同参与,这为技术创新提供了交流平台。在标准制定过程中,各方可以分享最新的技术成果和研发经验,共同攻克技术难题。同时,标准对产品性能和质量的严格要求,将促使企业加大研发投入,不断改进生产工艺,提高产品质量和技术水平,推动非晶合金薄片产业向高端化、智能化方向发展,实现产业升级。
3、增强市场竞