2024電機(jī)材料應(yīng)用10大創(chuàng)新
隨著全球?qū)δ茉葱屎涂沙掷m(xù)發(fā)展的重視,電機(jī)材料的創(chuàng)新正在迎來(lái)一輪前所未有的突破。2024年,電機(jī)領(lǐng)域在多個(gè)新材料的研發(fā)和應(yīng)用上取得了顯著進(jìn)展,這些突破不僅提高了電機(jī)的效率、功率密度和耐用性,也為新能源汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。以下是2024年電機(jī)材料的十大突破,展示了新材料如何推動(dòng)電機(jī)技術(shù)邁向更高的性能標(biāo)準(zhǔn)。
電機(jī)材料創(chuàng)新應(yīng)用
1. 超級(jí)銅(石墨烯銅基復(fù)合材料)
超級(jí)銅是一種基于石墨烯的銅基復(fù)合材料,具有極高的導(dǎo)電性和熱導(dǎo)性。石墨烯的加入使銅材料在保持優(yōu)異導(dǎo)電性的同時(shí),顯著提高了其機(jī)械強(qiáng)度和抗氧化性。這使得超級(jí)銅在高電流密度和高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性更強(qiáng),能夠有效減少電機(jī)中的熱損耗和電流損耗。
中國(guó)中車(chē)高電導(dǎo)率銅基復(fù)合材料“超級(jí)銅”,該材料由中車(chē)研究院與上海交通大學(xué)張荻團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā),利用石墨烯極佳的導(dǎo)電性和力學(xué)性能與銅材料片堆疊,制成一種新型的復(fù)合材料 ——“超級(jí)銅”,實(shí)現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。可以將 20KW 電機(jī)銅耗降低12.33%。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,超級(jí)銅的導(dǎo)電性能超過(guò)銀 10%。
2. 鎂合金
鎂合金是目前最輕的結(jié)構(gòu)金屬之一,具有優(yōu)異的比強(qiáng)度和比剛度。隨著技術(shù)的進(jìn)步,鎂合金的成形工藝和強(qiáng)度性能得到了顯著提高,成為輕量化電機(jī)的理想材料。鎂合金不僅減輕了電機(jī)的整體重量,還能有效降低能耗,提升動(dòng)力效率。
寶武鎂業(yè)與匯川聯(lián)合動(dòng)力的鎂合金輕量化電驅(qū)總成,這是目前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域最大的鎂合金零部件之一,該產(chǎn)品不僅在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、創(chuàng)新科技、美學(xué)設(shè)計(jì)等方面表現(xiàn)出色,還在性能、成本、重量上做到了完美結(jié)合。
與傳統(tǒng)鋁合金材料結(jié)構(gòu)相比減重2.5千克-7千克,能夠提升電機(jī)功率密度,改善整車(chē)噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度,有助于優(yōu)化車(chē)輛的前后配重比,改善操控性能和駕駛感受。
3. PEEK(聚醚醚酮)
PEEK是一種高性能的工程塑料,具有出色的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和機(jī)械性能。PEEK的耐高溫和抗腐蝕特性使其在高負(fù)荷、高溫環(huán)境下表現(xiàn)出色,尤其在電機(jī)中的絕緣材料、密封件和機(jī)械部件中得到廣泛應(yīng)用。
英國(guó)威格斯這家聚醚醚酮生廠商將PEEK用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件如進(jìn)氣歧管、節(jié)氣門(mén)體等,承受高溫、化學(xué)腐蝕與機(jī)械應(yīng)力,提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能與可靠性、降油耗尾氣排放。
4. 稀土永磁材料(釹鐵硼)
稀土永磁材料,特別是釹鐵硼(NdFeB)磁體,因其優(yōu)異的磁性能和高能量積,成為高效電機(jī)中的核心材料。隨著技術(shù)的進(jìn)步,釹鐵硼材料的高溫穩(wěn)定性得到了顯著提升,同時(shí)制造工藝不斷優(yōu)化,降低了成本,提高了可用性。
特斯拉和比亞迪等電動(dòng)汽車(chē)制造商采用了釹鐵硼永磁材料在電動(dòng)機(jī)中,用于提升電動(dòng)機(jī)的效率和功率密度。
5.氮化鐵磁體
氮化鐵具有較高的磁能積,相比傳統(tǒng)的釹鐵硼等稀土永磁材料,它的磁性能相對(duì)較好,可以用于提高電機(jī)的功率密度。由于氮化鐵不含稀土元素,相較于稀土永磁材料,成本相對(duì)較低。這使得它在一些成本敏感的領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)力。
通用汽車(chē)與Stellantis布局無(wú)稀土永磁鐵,向Niron公司的氮化鐵磁體項(xiàng)目投入3300萬(wàn)美元。包括特斯拉的CEO馬斯克宣布,特斯拉下一代永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)中完全不使用任何稀土材料。
6.碳纖維復(fù)合材料(CFRP)
碳纖維因其優(yōu)異的強(qiáng)度、剛性以及輕量化特性,在電機(jī)領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。碳纖維不僅能夠顯著減輕電機(jī)的重量,還能夠提高其耐用性和抗疲勞性能,尤其在高性能電動(dòng)機(jī)中具有重要作用。
特斯拉和寶馬在電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)中應(yīng)用碳纖維材料,減少電機(jī)重量并提高動(dòng)力性能,延長(zhǎng)車(chē)輛續(xù)航里程。
7.液晶聚合物(LCP)
液晶聚合物(LCP)是一種具有高度定向結(jié)構(gòu)的高性能塑料,具有極高的耐熱性和強(qiáng)度,適用于電機(jī)中的絕緣材料、轉(zhuǎn)子和定子部件。LCP的耐高溫性能和電氣性能使其成為高效電機(jī)中的關(guān)鍵材料。
住友LCP E4008 具有出色的耐熱性,其耐熱溫度可達(dá) 260 攝氏度,能夠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的物理性能。LCP E4008 具有出色的耐熱性,其耐熱溫度可達(dá) 260 攝氏度,能夠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的物理性能。
8.氮化硅
氮化硅作為高性能陶瓷材料,具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕和抗電流腐蝕的特性,絕緣的氮化硅可以在各類(lèi)發(fā)電機(jī)軸承中起到減少電流腐蝕的作用,氮化硅的應(yīng)用提升了電機(jī)軸承的耐用性和效率,特別是在新能源汽車(chē)領(lǐng)域。
在新能源汽車(chē)領(lǐng)域,陶瓷軸承取代鋼球軸承已經(jīng)是一種趨勢(shì)。特斯拉設(shè)計(jì)的電機(jī)中輸出軸是采用混合陶瓷軸承,軸承滾珠采用氮化硅球組成;奧迪ATA250電機(jī)位于內(nèi)部的2個(gè)轉(zhuǎn)子軸承采用陶瓷材質(zhì)制成。
9.非晶材料 非晶合金特有的無(wú)定形結(jié)構(gòu),相比傳統(tǒng)的晶體材料具有更低的磁滯損失和渦流損失,從而能夠在高頻率和高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持較低的能量損耗。而且非晶合金的高磁導(dǎo)率能夠增強(qiáng)電機(jī)的磁性能,提高磁場(chǎng)傳遞效率,進(jìn)一步提升電機(jī)的整體效率。
廣汽埃安夸克電驅(qū)2.0應(yīng)用了非晶合金材料,非晶合金的磁導(dǎo)率是普通硅鋼片的20-100倍。同時(shí),其厚度僅為標(biāo)準(zhǔn)A4紙張厚度的1/4,比傳統(tǒng)硅鋼片的材料厚度減薄90%,鐵損下降50%以上。
10.超薄無(wú)取向硅鋼
超薄無(wú)取向硅鋼是一種具有優(yōu)異磁性能和較薄厚度的無(wú)取向硅鋼。與傳統(tǒng)硅鋼相比,超薄無(wú)取向硅鋼的厚度通常小于0.20毫米,甚至可以達(dá)到0.1毫米以下。由于其超薄的厚度,它能有效減少電機(jī)中的鐵損,提升整體能效,降低運(yùn)行時(shí)的能源消耗。同時(shí),超薄無(wú)取向硅鋼具有較高的磁導(dǎo)率,能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的磁場(chǎng)耦合,提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度,從而提高電機(jī)的運(yùn)行效率和輸出功率。
-
電機(jī)
+關(guān)注
關(guān)注
143文章
9260瀏覽量
148429 -
LCP
+關(guān)注
關(guān)注
2文章
63瀏覽量
23202 -
氮化硅
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
80瀏覽量
467
原文標(biāo)題:2024電機(jī)材料應(yīng)用10大創(chuàng)新!
文章出處:【微信號(hào):深圳市賽姆烯金科技有限公司,微信公眾號(hào):深圳市賽姆烯金科技有限公司】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
2024年存儲(chǔ)行業(yè)十大事件盤(pán)點(diǎn)

松盛光電榮膺2024年度中國(guó)十大光學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用類(lèi)獎(jiǎng)
DeepSeek對(duì)2025年智能制造領(lǐng)域十大趨勢(shì)的預(yù)測(cè)
華工科技入選武漢市2024年度十大科技創(chuàng)新產(chǎn)品
華為正式發(fā)布2025智能光伏十大趨勢(shì)
RT-Thread榮登2024開(kāi)源創(chuàng)新榜單,躋身中國(guó)十大開(kāi)源社區(qū)

華為發(fā)布2025智能光伏十大趨勢(shì)
中國(guó)信通院魏亮:2024人工智能產(chǎn)業(yè)十大關(guān)鍵詞解讀

華為榮獲2024年算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)十大創(chuàng)新成果獎(jiǎng)
喜報(bào) | 瑞薩電子榮獲“2024年度電機(jī)控制器十大主控芯片”獎(jiǎng)項(xiàng)

瑞薩電子榮獲2024年度電機(jī)控制器十大主控芯片
極海APM32M3514斬獲“2024年度電機(jī)控制器十大主控芯片”獎(jiǎng)
喜訊!雅特力科技榮膺“2024年度電機(jī)控制十大主控芯片”

多家企業(yè)將匯聚深圳,共商電機(jī)新趨勢(shì)!

2024年最新激光位移傳感器十大品牌排名

評(píng)論