Запущен первый в мире серийно выпускаемый электропривод на аморфном сплаве; аморфные сплавы открывают окно возможностей для замены кремнистой стали для новых источников энергии
GAC Aion недавно официально представила модель RT 2027. Новый автомобиль оснащён первой в мире серийной системой электропривода на аморфном сплаве, во всех комплектациях штатно комплектуется тяговыми батареями CATL и предлагается в четырёх вариантах оснащения. Максимальный запас хода по CLTC достигает 710 км, а энергопотребление — всего 8,571 кВт·ч на 100 км. Эта комбинация «трёх электрических» компонентов силовой установки, ранее доступная лишь в премиальных моделях стоимостью свыше 300 000 юаней, теперь вышла в более низкие ценовые сегменты, что означает: аморфные сплавы официально бросили отраслевой вызов замене неориентированной кремнистой стали для новых источников энергии — основного материала сердечника тяговых электродвигателей электромобилей.
Запас хода и энергопотребление давно остаются ключевыми болевыми точками для потребителей электромобилей. Ранее почти все отечественные тяговые электродвигатели использовали в качестве материала сердечника статора специальную неориентированную кремнистую сталь для новых источников энергии; наиболее распространены тонколистовые марки толщиной 0,20–0,35 мм, такие как B25AV1300 и B30AV1500. Отрасль снижала потери в железе за счёт постоянного уменьшения толщины ленты и оптимизации процессов плавки и отжига, подводя КПД двигателя к теоретическому пределу материалов на основе кремнистой стали. Тем не менее потери в железе и тепловыделение при высокочастотных и высокоскоростных режимах работы по‑прежнему трудно полностью устранить, а каждый прирост энергоэффективности на 0,5% требует колоссальных затрат на НИОКР.
Электропривод на аморфном сплаве в Aion RT 2027 использует сердечник из аморфной сплавной ленты, пришедшей из аэрокосмической отрасли, известной как «сталь, которую можно рвать руками». При толщине всего 0,025 мм — в десять раз меньше, чем у распространённых 0,2–0,35‑мм пакетов неориентированной кремнистой стали для новых источников энергии, — и в сочетании с ротором из углеволокна он снижает потери в сердечнике на 75%, обеспечивает пиковый КПД двигателя 99% и повышает общую энергоэффективность автомобиля, добавляя ещё один километр пробега на каждый киловатт‑час электроэнергии.
Сравнение сердечников: аморфные сплавы vs высокосортная неориентированная кремнистая сталь для новых источников энергии
Источник данных: составлено по открытым данным
С точки зрения характеристик неориентированная кремнистая сталь для новых источников энергии выигрывает за счёт более высокой индукции насыщения, отработанной технологии изготовления пакетов и более простого масштабирования удельной мощности, оставаясь безусловным мейнстримом для современных тяговых электродвигателей электромобилей. Основное преимущество аморфных сплавов проявляется в высокочастотном, высокоскоростном диапазоне работы двигателей: они значительно снижают потери в стали и нагрев двигателя, напрямую улучшая достижение реального высокоскоростного диапазона. Однако, ограниченные плотностью магнитного потока насыщения и коэффициентом заполнения, при равном объеме снижается удельная мощность, а сложность их обработки намного выше, чем у неориентированной кремнистой стали.
Исторически аморфные сплавы широко применялись в секторе распределительных трансформаторов. Сдерживаемые технологическими барьерами в полном комплекте процессов резки, штабелирования и отжига сердечников, они долгое время не могли достичь крупномасштабного серийного производства для автомобильных тяговых двигателей, оставаясь в основном на стадии лаборатории и прототипов. Прорыв в массовом производстве GAC Aion завершил полную промышленную цепочку двигателей из аморфных сплавов от сырья до готовых автомобилей. Однако в краткосрочной перспективе аморфные сплавы не полностью заменят неориентированную кремнистую сталь, а сформируют технологически взаимодополняющее отношение: аморфные сплавы имеют явные преимущества в высокочастотных, высокоскоростных сценариях, где приоритет отдается низкому энергопотреблению, в то время как высокосортная неориентированная кремнистая сталь сохранит свое доминирующее положение в приложениях с высокой перегрузкой и высокой удельной мощностью.
Конкуренция в области энергоэффективности двигателей для новой энергетики сместилась с конструктивного дизайна на соперничество на уровне фундаментальных материалов. В течение многих лет отрасль постоянно выпускала более высокосортную, более тонкую неориентированную кремнистую сталь, чтобы исчерпать пределы системы из кремнистой стали; массовое производство и интеграция в автомобили аморфных сплавов открывает второй технологический маршрут.
Заглядывая вперед, если производственные мошности будуть увеличены, а стоимость изготовления сердечников из аморфных сплавов продолжит снижатьсся, аморфные сплавы постепенно приведут к частичной замене тонколистовой неориентированной кремнистой стали для новой энергетики, изменяя структуру спроса на неориентированную кремнистую сталь на нижнем уровне. Для отечественной промышленной цепочки это знаменует открытие совершенно нового конкурентного измерения на треке мягких магнитных материалов, предоставляя новый путь для дальнейших прорывов в технологии «трех электрических систем» Китая (аккумулятор, двигатель, электронное управление).
Заявление об источнике данных:
(Данные в этом отчете, кроме общедоступной информации, получены из общедоступных источников (включая, но не ограничиваясь, новости отрасли, семинары, выставки, корпоративные финансовые отчеты, брокерские отчеты, данные Национального бюро статистики, данные таможенного импорта и экспорта, а также различные данные, опубликованные основными ассоциациями и учреждениями), рыночных коммуникаций и внутренних моделей базы данных SMM, и подготовлены исследовательской группой на основе всестороннего анализа и разумных выводов; они предназначены только для справки и не являются рекомендацией по принятию решений.)
SMM оставляет за собой окончательное право толкования условий данного заявления, а также право корректировать и изменять его содержание в соответствии с фактическими обстоятельствами.
