Recent progress on electrical steel sheet for traction motor of electric vehicles

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Recent progress on electrical steel sheet for traction motor of electric vehicles

Oda, Yoshihiko / Kubota, Takeshi

Vor dem Hintergrund des zunehmenden Trends hin zum Elektroauto werden die verschiedenen Antriebssysteme für Elektroautos und die Anforderungen an die technologischen Kennwerte von Elektroblechstählen für Elektromotoren und Eisenkerne beschrieben. Davon ausgehend werden im Anschluss die jüngsten Fortschritte in der Werkstoffentwicklung solcher Stähle zur Anwendung in Elektrofahrzeugen zusammengefasst. Hierbei werden in Einzelnen folgende Entwicklungen vorgestellt: 1) neue Elektrobleche mit hoher Magnetflussdichte für Motoren mit hohem Drehmoment; 2) Elektrobleche für Hochfrequenzmotoren. Bei diesen Blechen können durch Verringerung der Blechdicke von 0,35 mm auf 0,20 mm die Eisenverluste um 25-30% reduziert werden. Weitere Verbesserungen können durch Anhebung des Si-Gehalts im Stahl auf 6,5% erreicht werden; 3) Elektrobleche mit erhöhter Festigkeit, die auch bei hoher Drehzahl den auftretenden Zentrifugalkräften widerstehen können. Der Einfluss der Legierungselemente zur Mischkristallverfestigung auf die magnetischen Eigenschaften des Stahls wird diskutiert. Abschließend werden einige aktuellen Fragestellungen bei der Weiterentwicklung von Elektroblechstählen für Elektrofahrzeuge diskutiert. Dies sind insbesondere: 1) der Einfluss der Verformung beim Stanzen der Bleche und einer anschließenden Spannungsarmglühung auf die magnetischen Eigenschaften; 2) der Einfluss einer Schrumpfpassung auf die Eisenverluste von nichtkornorientierten Elektroblechen; 3) der Einfluss der rotationsbedingten Eisenverluste; 4) der Einfluss von Kurzschlüssen zwischen den einzelnen Blechlagen im Blechpaket des Motorkerns auf das Motorverhalten.