Premier moteur électrique en alliage amorphe produit en série au monde lancé ; les alliages amorphes ouvrent une fenêtre pour remplacer l'acier au silicium des nouvelles énergies
GAC Aion a récemment officiellement lancé le modèle RT 2027. Ce nouveau véhicule est équipé du premier système de motorisation électrique en alliage amorphe produit en série au monde, est livré de série avec des batteries de puissance CATL sur toutes les finitions, et est disponible en quatre versions de configuration. Il offre une autonomie maximale de 710 km (cycle CLTC) et une consommation d'énergie aussi faible que 8,571 kWh aux 100 km. Cette combinaison de motorisation trois-en-un, auparavant uniquement montée dans les modèles haut de gamme à plus de 300 000 yuans, s'est désormais étendue à des segments de marché inférieurs, marquant le début d'un défi industriel des alliages amorphes pour remplacer l'acier au silicium non orienté des nouvelles énergies — le matériau central dominant des moteurs de traction des véhicules à énergies nouvelles.
L'autonomie et la consommation d'énergie sont depuis longtemps des points douloureux centraux pour les consommateurs de véhicules à énergies nouvelles. Par le passé, presque tous les moteurs de traction nationaux pour véhicules à énergies nouvelles utilisaient de l'acier au silicium non orienté spécifique aux nouvelles énergies comme matériau du noyau statorique, avec des nuances à tôle mince courantes de 0,20 à 0,35 mm comme B25AV1300 et B30AV1500. L'industrie a réduit les pertes fer en affinant continuellement l'épaisseur de la bande d'acier et en optimisant les procédés de fusion et de recuit, poussant le rendement des moteurs vers le plafond théorique des matériaux en acier au silicium. Néanmoins, les pertes fer et la génération de chaleur dans des conditions de fonctionnement à haute fréquence et grande vitesse restent difficiles à éliminer complètement, et chaque gain de 0,5 % d'efficacité énergétique entraîne d'énormes coûts de R&D.
Le moteur électrique en alliage amorphe de l'Aion RT 2027 utilise un noyau fabriqué à partir d'une bande d'alliage amorphe d'origine aérospatiale, communément appelée « acier déchirable à la main ». Avec une épaisseur de seulement 0,025 mm — soit un dixième de celle des tôles d'acier au silicium non orienté pour nouvelles énergies courantes de 0,2 à 0,35 mm — et associé à un rotor en fibre de carbone, il réduit les pertes dans le noyau de 75 %, atteint un rendement maximal du moteur de 99 %, et augmente l'efficacité énergétique globale du véhicule d'un kilomètre supplémentaire d'autonomie par kilowatt-heure d'électricité.
Comparaison des noyaux : Alliages amorphes contre acier au silicium non orienté haut de gamme pour nouvelles énergies
Source des données : Compilé à partir de données publiques
En termes de performances, l'acier au silicium non orienté pour nouvelles énergies excelle par une induction magnétique à saturation plus élevée, une fabrication de tôles mature et une mise à l'échelle plus facile de la densité de puissance, ce qui en fait le matériau dominant incontesté pour les moteurs actuels des véhicules à énergies nouvelles. La plus grande force des alliages amorphes réside dans leur plage de fonctionnement à haute fréquence et haute vitesse des moteurs : ils réduisent considérablement les pertes fer et diminuent significativement l'accumulation de chaleur du moteur, améliorant directement l'atteinte de la plage de haute vitesse en conditions réelles. Cependant, limités par la densité de flux magnétique de saturation et le facteur d'empilage, la densité de puissance est compromise à volume égal, et leur difficulté de traitement est bien supérieure à celle de l'acier au silicium non orienté.
Historiquement, les alliages amorphes ont été largement déployés dans le secteur des transformateurs de distribution. Entravés par les barrières techniques dans l'ensemble des procédés de découpe, d'empilage et de recuit des noyaux, ils n'ont pas réussi pendant longtemps à atteindre une production de masse à grande échelle pour les moteurs de traction automobiles, restant principalement au stade du laboratoire et du prototype. La percée de production de masse de GAC Aion a complété toute la chaîne industrielle des moteurs en alliage amorphe, des matières premières aux véhicules finis. Cependant, à court terme, les alliages amorphes ne remplaceront pas entièrement l'acier au silicium non orienté, mais formeront une relation technologiquement complémentaire : les alliages amorphes présentent des avantages marqués dans les scénarios à haute fréquence et haute vitesse où la faible consommation d'énergie est priorisée, tandis que l'acier au silicium non orienté de haute qualité conservera sa position dominante dans les applications à forte surcharge et haute densité de puissance.
La compétition en matière d'efficacité énergétique pour les moteurs de nouvelles énergies est passée de la conception structurelle à la rivalité au niveau des matériaux fondamentaux. Pendant des années, l'industrie a continuellement lancé de l'acier au silicium non orienté de qualité supérieure et de plus faible épaisseur pour exploiter les limites du système en acier au silicium ; la production en série et l'intégration dans les véhicules des alliages amorphes ouvrent une deuxième voie technologique.
À l'avenir, si la capacité de production est augmentée et que le coût de fabrication des noyaux en alliage amorphe continue de baisser, les alliages amorphes entraîneront progressivement un remplacement partiel de l'acier au silicium non orienté de nouvelle énergie de faible épaisseur, remodelant la structure de la demande en aval pour l'acier au silicium non orienté. Pour la chaîne industrielle nationale, cela marque l'ouverture d'une toute nouvelle dimension concurrentielle dans le domaine des matériaux magnétiques doux, offrant une nouvelle voie pour de nouvelles avancées dans la technologie des trois systèmes électriques (batterie, moteur, contrôle électrique) en Chine.
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