[SMM Analysis] Le premier entraînement électrique en alliage amorphe produit en série au monde installé dans un véhicule ouvre la voie à la substitution de l'acier au silicium non orienté pour les nouvelles énergies.

Récemment, le modèle 2027 RT de GAC Aion a été officiellement lancé. La nouvelle voiture est équipée du premier système de traction électrique en alliage amorphe produit en série au monde, et toutes les versions sont équipées de série de batteries de puissance CATL. Quatre versions de configuration sont proposées, avec une autonomie CLTC allant jusqu’à 710 km et une consommation d’énergie aussi basse que 8,571 kWh aux 100 km. Cette combinaison de trois électriques, auparavant réservée aux modèles haut de gamme à plus de 300 000 RMB, a maintenant été démocratisée, marquant ainsi le début d’un défi de substitution à l’échelle industrielle de l’alliage amorphe contre l’acier au silicium non orienté conventionnel utilisé dans les moteurs de VÉN.

L’autonomie et la consommation d’énergie ont toujours été les principaux points sensibles pour les utilisateurs de VÉN. Par le passé, presque tous les moteurs de traction de VÉN en Chine utilisaient de l’acier au silicium non orienté spécifique aux VÉN comme matériau du noyau du stator, avec des nuances de faible épaisseur principales de 0,20 à 0,35 mm, comme le B25AV1300 et le B30AV1500. L’industrie a continuellement réduit l’épaisseur de la bande et optimisait les processus de fusion et de recuit pour réduire les pertes fer, poussant l’efficacité du moteur vers le plafond du matériau. Cependant, les pertes fer et la génération de chaleur dans des conditions de haute fréquence et haute vitesse restaient difficiles à résoudre complètement, et chaque amélioration de 0,5 % de l’efficacité énergétique nécessitait d’énormes coûts de R&D.

Le système de traction électrique en alliage amorphe du RT 2027 Aion utilise une bande d’alliage amorphe dérivée de l’aérospatiale, communément appelée « acier déchirable à la main », d’une épaisseur de seulement 0,025 mm, soit un dixième de l’épaisseur des tôles d’acier au silicium non orienté de 0,2 à 0,35 mm utilisées dans les VÉN. Associé à un rotor en fibre de carbone, il permet une réduction de 75 % des pertes dans le noyau et une efficacité maximale du moteur de 99 %. Cela permet au véhicule de parcourir un kilomètre supplémentaire par kWh d’électricité consommée.

Alliage amorphe vs acier au silicium non orienté haut de gamme pour VÉN : comparaison des noyaux

Source des données : compilé à partir de données publiques

En termes de performances, l’acier au silicium non orienté pour VÉN présente des avantages tels qu’une induction magnétique à saturation plus élevée, un processus de stratification mature et une évolutivité plus facile de la densité de puissance, ce qui en fait le matériau absolument dominant pour les moteurs de VÉN actuels. D'un autre côté, le principal avantage des alliages amorphes réside dans le domaine des hautes fréquences et des hautes vitesses, où les pertes ferriques sont considérablement réduites et l'échauffement du moteur nettement diminué, ce qui améliore directement le taux d'atteinte d'autonomie à grande vitesse. Cependant, limités par la densité de flux magnétique à saturation et le facteur d'empilement, la densité de puissance est compromise à volume égal, et la difficulté de traitement est bien supérieure à celle de l'acier au silicium non orienté.

Par le passé, les alliages amorphes étaient largement utilisés dans le domaine des transformateurs de distribution. Contraints par l'ensemble des difficultés techniques liées à la découpe, à l'empilement et au recuit des noyaux, il avait été difficile d'atteindre une production de masse et une intégration dans les moteurs d'entraînement automobiles, ceux-ci restant principalement au stade du laboratoire et du prototype. GAC Aion a réalisé la production de masse, ouvrant ainsi la chaîne d'industrialisation des moteurs en alliage amorphe, des matériaux au véhicule complet. Cependant, à court terme, ils ne remplaceront pas complètement l'acier au silicium non orienté ; ils formeront plutôt une complémentarité technologique : dans les scénarios à haute fréquence et haute vitesse privilégiant une faible consommation d'énergie, les alliages amorphes présentent des avantages significatifs ; dans les scénarios à forte surcharge et haute densité de puissance, l'acier au silicium non orienté de haute qualité conservera sa position dominante.

La concurrence en matière d'efficacité énergétique dans les moteurs de nouvelle énergie est passée de la conception structurelle à la compétition sur les matériaux sous-jacents. Auparavant, l'industrie a continuellement itéré vers des spécifications plus élevées et des épaisseurs plus fines d'acier au silicium non orienté, repoussant les limites du système à base d'acier au silicium ; les alliages amorphes ont été produits en série et intégrés dans les véhicules, ouvrant une deuxième voie technologique.

À l'avenir, si les lignes de production sont mises à l'échelle et libérées, le coût de fabrication des noyaux en alliage amorphe continuera de diminuer, entraînant progressivement une substitution partielle de l'acier au silicium non orienté de nouvelle génération à faible épaisseur, remodelant ainsi la structure de la demande en aval pour l'acier au silicium non orienté. Pour la chaîne industrielle chinoise, cela signifie que la filière des matériaux magnétiques doux a ouvert une nouvelle dimension de compétition, offrant une nouvelle voie pour de nouvelles avancées dans la technologie des trois systèmes électriques en Chine.

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