为什么资本看好电机铁芯冲片粘胶技术？

文摘 2024-10-18 17:33 河北

说一个挺有意思的小技术。用在新能源车型的电机上，这也是资本非常看好的一个标的，无论是投资还是技术咨询，都是用得上的。说白了，了解这个技术，去跟人家吹牛逼，人都高看你一眼。

这个电机技术叫做：电机铁芯的冲片粘胶技术。电机，这里特指的是永磁同步电机只，因其物理结构特性，永磁同步电机是由一层层的硅钢片叠放起来的，中间带有容纳永磁体以及主轴的开槽。

众所周知，电机的铁损来源有两个，一个叫“Hysteresisloss”，直译叫磁滞损失，来源是当在磁性材料施加磁化力时，材料的分子会排列成特定方向。而当这种磁力反转时，磁体内部就会产生阻止这个磁力的摩擦，这种摩擦会生成热，这显然是电机不想要的。

其实这个在大学物理课的磁滞回线部分也有提到。

目前所有电机都可以在硅钢片上做文章，因为电机的使命是永磁体磁感线参与切割，而一旦磁场会在铁心内部闭合形成涡电流。生成热量，相当于就浪费掉了。这也是所谓铁耗的来源之一，但电机设计有一个权衡点，就是束缚住永磁体的边肋宽度越小磁通越饱和磁场效果越好，但如果设计得太薄了，强度会变差，能看出来下图这个电机的槽已经非常窄了。

那么如何保证强度呢? 这里多数车企的硅钢片采用了一种新型黏胶技术。而且这种技术还解决了第二类铁损来源叫做“涡电流损耗，Eddy Current Loss”，这个很容易理解，导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的生热。

之前很多电机采用类似榫卯结构的叠片形式，两侧的突出部会使电机在整个转子部分产生涡电流，现在多数电机都会采用了新型涂胶方式，这样不用在冲片上打出突出部，这样涡电流就仅仅在每片冲片上自己转，磁通量很小发热量就有限，未来这种粘胶方式是主流。

这个技术叫做Glue FASTEC，之前一直在日本黑田精工手上，最近也转让给国内的供应商了，并且这家国产企业也对技术加以改进，能够将转子的铁耗进一步降低3-5%。

毕竟电机转子可不是一坨铁锭掏出来的，而是一片片非常薄的硅钢片叠出来的。原则上来说，电机转子的市场是一个大到可以让供应商开足马力也拼不完的全新蓝海。这么好的市场，异常稀缺，甚至有垄断的迹象。原因就在于高端玩家不多。细数一下，外资的像法国宝捷利钢、意大利EURO Group、日本的黑田，这些厂商对国内新能源产业链的崛起帮助非常有限，我们必须扶持中国人自己的公司。因为铁芯硅钢片的连接工艺是电机核心中的核心。最早我听到这个词还是08年《电力拖动自动控制系统》这门课的时候。

课上教授说，目前多数其他领域的电机对体积和功率密度要求不高，铁芯硅钢板厚度减少到0.5毫米就不错了，使用一种叫做扣点的方式把硅钢片插起来就可以了。但现在硅钢片薄了，主流的都在0.25毫米左右。

像这么薄的钢片，扣点这种类似于榫卯结构的方式就没法连接了。后来人们想到用焊接或者胶粘的方式，把硅钢片连接在一起。现在行业里电机转子的焊接工艺在逐渐减少，越来越多的厂家开始思考胶粘。因为随着电机功率密度的增加，无论是扣点串联形成的通路，还是焊接对每一个硅钢片表面的涂层破坏，都容易在宏观截面上形成涡流导致发热，涡流就是你用电磁炉吃火锅最想要而电机最不想要的，这种电机不想要的东西学名叫“铁耗”。而胶粘可以形成非常好的隔离层，把涡电流控制在非常小的单个叠片截面上来减小铁耗。这样的设计平均可以提高电机能量转换效率5-10%不等，铁耗也可以降低10-15%左右，是一个非常大的提升。

现在国外特斯拉主要用意大利供应商EURO Group的黏胶技术。国内有家名叫隆盛新能源的公司也要投入黏胶生产设备，工艺上是应用成熟的日本黑田精工的Glue FASTEC这项专利。

笔者最早看到过他们家的EGR废气再循环系统。这次搞电机，跨度蛮大的，不过听说它在国内已经多次收到特斯拉等一票车企的沟通，年内生产线就会试制，明年产能就能达到450-500万套，这个角度来看，逐渐成为国内电机铁芯的主流企业应该是有可能的。

当然这家公司仍有瓶颈，比如涂胶材料，这种特殊配方除了提高强度、减少铁耗以外，还有降低高阶次振动噪音的功效，目前依然只能从日本采购，用多少买多少，不能多买。喷胶系统也特殊，要保证效率和一致性的同时提高良品率，目前仍然以采购为主。

新能源产业链，我们国家目前不缺钱，但缺少材料学方面专利的商业转化，这是我们行业内和广大学生需要留意的，对一些企业来说把目光锁定在具体技术，花一些时间沉下来做技术攻关，而不是到处开发布会做PPT忽悠投资人，新能源产业会更健康。


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