新能源汽车驱动电机用无取向硅钢的探讨

时间：2022-11-26

作者：上海钰源国际贸易有限公司

新能源汽车驱动电机对材料的铁芯要求

1、高低温运行

铁芯材料高低温下磁性能的变化；

铁芯材料高低温下力学性能的变化；

铁芯材料高温下涂层性能的变化。

2、高调速范围、高转速（1万转以上）

材料在低、中频均具有良好的磁性；

转子材料的疲劳强度。

3、其他

涂层耐油性；

铁芯材料磁致伸缩对NVH的影响。

具体在应用中，除了前面说到的那些对材料性能要求，还会有一些别的方面要求。比如说工业电机往往是常温下运行，运行到一段时间以后会达到一定的温度，比如说F级绝缘是155度，但是通常不会用这么高，通常会用到120或者130度左右。但是汽车不是，通常我们车都会有一个高低温实验，冬天去漠河，做零下40度试验，夏天去吐鲁番，环境温度60度，去跑车的极限高温和极限低温情况。同样推过来，这些要求对电机和对电机用的材料也是一样的，也会有高温下低温下磁性材料的性能、力学性能、还有涂层的性能的这个要求。

普通工业电机的话，一般来说即便是变频，调速范围也比较有限，比如说常见的变频风机的话，可能较高200Hz，但是通常也就工作在100Hz左右，可能有这么50~60Hz之间的一个变频范围。然而汽车电机不一样，较低可能会达到20-30Hz，较高可能会达到1000Hz甚至更高，因此汽车电机会对于不同频率下、整个频率范围内以及不同的工作点上的材料性能有要求。

*三条，现在油冷电机很流行。油冷电机里面是有油的，那么这个油和里面所有的材料之间的有没有兼容性？油和硅钢之间、和硅钢的涂层之间有没有兼容性？会不会影响材料的性能？反过来说材料里面的各种元素、各种成分会不会影响油本身的性能？这些都是对材料所提出来的一些要求。

上述图片大家自己理解，不做详细阐述了。接下来探讨一下，在新能源汽车里面如何选铁芯材料以及一些相关的应用问题。

2 铁心材料选材与使用问题探讨

2.1 磁性材料的种类

磁性材料分为很多类：常见的有软磁材料、硬磁材料。

1）软磁材料，就是导磁的各种材料，比如说像铁或者说硅钢材料就是比较典型的软磁材料，它的矫顽力比较小，很容易充磁但是也很容易退磁，施加的激励源减少了以后材料里面磁性也会随之减小，而且他的剩磁也是很小的。

2）硬磁材料的剩磁很大，矫顽力也很大，在激励源拿掉以后，仍然能保持相当的磁力，比如我们常用的钕铁硼或者是铁氧体，都是这种类型。

接下来我们要探讨一下，高频下材料的磁特性。随着现在的电机转速越来越高也就是频率越来越高，那么对材料的要求就不仅**于工频下的，也不仅**于目前这种薄规格材料所强调的或者是指标性的400Hz性能，往往会要求更高频率，比如说800Hz、1000Hz甚至更高频率的磁性能。

2.2 高频下软磁材料的磁特性

实际上可以用作导磁材料的东西还是蛮多的，不仅仅有硅钢，现在比较流行的比如说铁氧体或者钕铁硼、各种磁粉芯等等，还有非晶材料。但是综合考虑性能、价格、加工性等各方面因素，目前看来还是传统硅钢是作为电机导磁材料的一个较合适选择。可能有人会提到比如说非晶材料，那么我这里稍微说一下，非晶材料它是一种优点和缺点都非常鲜明的材料，优点是他的损耗非常小，特别是在高频的时候，大概只有硅钢的三分之一的样子；但是他的缺点也很明显，他的导磁性不好、加工性也很差、不能受力，而且他没有宽料，所以说就目前来看，非晶材料似乎更适合做研究而不适合作为一种量产产品的材料。

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