In qualità di Sino, produttore leader di nuclei motore con sede in Cina, comprendiamo la ricerca incessante di efficienza, densità di potenza e affidabilità nel settore dei veicoli elettrici (EV). Il nostro obiettivo è dotare i produttori di motori elettrici per EV, gli OEM, i fornitori automobilistici di livello 1 e i gruppi di R&S di soluzioni di lamierini innovative che definiscano la prossima generazione di propulsione elettrica.
I motori elettrici delle automobili elettriche sono il cuore di una mobilità duratura, e al loro centro ci sono lamierini lavorati con precisione. Queste sottili lamine di acciaio elettrico, impilate con cura per formare i nuclei di statore e rotore, sono essenziali per l'efficienza del motore elettrico. La loro funzione principale è duplice: indirizzare con successo il flusso magnetico per produrre coppia e ridurre le perdite per correnti parassite che si sviluppano dai campi magnetici rotanti. Segmentando il nucleo in strati protetti, i lamierini limitano il percorso di queste correnti generate, riducendo notevolmente le perdite I 2 R e la produzione di calore associata.
La scelta del grado di acciaio elettrico è fondamentale per sfruttare al meglio le prestazioni e l’autonomia di un veicolo elettrico. I motori dei veicoli elettrici, in particolare i motori di trazione ad alte prestazioni, raggiungono velocità molto elevate, talvolta ben oltre 10 000 o persino 20 000 giri/min. I campi magnetici cambiano quindi direzione a frequenze molto alte. Le perdite per correnti parassite aumentano con il quadrato della frequenza e con il quadrato dello spessore dei lamierini. Per questo, uno spessore minore è spesso vantaggioso.
Ecco una panoramica semplificata di come le diverse proprietà dei materiali possono influire sulle prestazioni, basata su dati come quelli dei principali produttori di acciaio, come ArcelorMittal (con la serie iCARe® per l'elettromobilità) o POSCO (con le sue qualità Hyper NO):
Grado di acciaio elettrico (guida illustrativa Sino) | Spessore tipico (mm) | Perdita nel nucleo (W/kg a 1,5 T, 400 Hz)* | Contenuto di silicio (ca. %) | Il punto di vista di Sino: scenario ideale |
Grado standard (ad es. equivalente a M350-50A) | 0.50 | ~35-45 | ~1.0-2.5 | Applicazioni sensibili ai costi, motori a velocità/frequenza più bassa in cui l'efficienza massima non è il fattore principale. |
Acciaio NO di gamma media (ad es. equivalente a M270-35A) | 0.35 | ~25-30 | ~2.5-3.5 | Un buon compromesso per molti motori EV diffusi; efficienza discreta senza far lievitare i costi. |
Acciaio NO di alta gamma (ad es. equivalente a NO20-1200) | 0.20 | ~10-15 | ~3.0-3.5 | Unità di nucleo motore di trazione per EV ad alte prestazioni, funzionamento ad alta frequenza; dove efficienza e densità di potenza sono fondamentali. |
Acciaio avanzato a spessore sottile / ad alto contenuto di Si | 0.10 – 0.15 | <10 | ~3.5-6.5 | Esigenze di massima efficienza, Formula E, aerospazio o EV di nicchia in cui ogni watt conta. Può essere più difficile da lavorare. |
I valori di perdita nel nucleo dipendono fortemente dal grado specifico, dalla frequenza e dalla densità di flusso magnetico. Questa tabella è solo a scopo di confronto illustrativo. Fonte: elaborato dall'esperienza interna di Sino, dalle migliori pratiche del settore e dagli intervalli di dati tipici riportati nelle pubblicazioni di IEEE Transactions on Magnetics e nelle schede tecniche dei produttori di acciaio.
Tabella 1: Caratteristiche fisiche e di perdita dei gradi di acciaio
| Grado di acciaio elettrico (guida illustrativa Sino) | Spessore tipico (mm) | Perdita nel nucleo (W/kg a 1,5 T, 400 Hz)* |
|---|---|---|
| Grado standard (ad es. equivalente a M350-50A) | 0.50 | ~35-45 |
| Acciaio NO di gamma media (ad es. equivalente a M270-35A) | 0.35 | ~25-30 |
| Acciaio NO di alta gamma (ad es. equivalente a NO20-1200) | 0.20 | ~10-15 |
| Acciaio avanzato a spessore sottile / ad alto contenuto di Si | 0.10 – 0.15 | <10 |
Tabella 2: Composizione dei gradi di acciaio e scenario applicativo
| Grado di acciaio elettrico (guida illustrativa Sino) | Contenuto di silicio (ca. %) | Il punto di vista di Sino: scenario ideale |
|---|---|---|
| Grado standard (ad es. equivalente a M350-50A) | ~1.0-2.5 | Applicazioni sensibili ai costi, motori a velocità/frequenza più bassa in cui l'efficienza massima non è il fattore principale. |
| Acciaio NO di gamma media (ad es. equivalente a M270-35A) | ~2.5-3.5 | Un buon compromesso per molti motori EV diffusi; efficienza discreta senza far lievitare i costi. |
| Acciaio NO di alta gamma (ad es. equivalente a NO20-1200) | ~3.0-3.5 | Unità di nucleo motore di trazione per EV ad alte prestazioni, funzionamento ad alta frequenza; dove efficienza e densità di potenza sono fondamentali. |
| Acciaio avanzato a spessore sottile / ad alto contenuto di Si | ~3.5-6.5 | Esigenze di massima efficienza, Formula E, aerospazio o EV di nicchia in cui ogni watt conta. Può essere più difficile da lavorare. |
La scelta dell'acciaio elettrico è determinante per le prestazioni dei nuclei dei motori elettrici dei veicoli elettrici. Sino utilizza una vasta gamma di prodotti, ognuno con caratteristiche magnetiche, meccaniche e termiche proprie, studiate per applicazioni EV specifiche. Ci concentriamo principalmente sugli acciai al silicio non orientati (NGO), mentre portiamo avanti attività di ricerca e sviluppo su soluzioni con leghe amorfe e materiali nanocristallini per le future esigenze di alte prestazioni.
Gli acciai al silicio NGO, come le qualità ad alto silicio NO20 e NO35, sono il cavallo di battaglia del mercato EV. Si distinguono per:
I principali produttori di EV, tra cui Tesla, BYD e Toyota, utilizzano soprattutto acciai NGO di prima qualità (ad es. M250-35A, M400-50A) per i loro rotori e nuclei di statore, bilanciando costo, efficienza e producibilità. Sino si concentra sulla fornitura di acciai NGO ultra-sottili ad alto contenuto di silicio (fino a 0,15 mm) che offrono perdite per isteresi e per correnti parassite inferiori, in particolare alle elevate frequenze di commutazione tipiche degli attuali motori elettrici EV pilotati da inverter.
Le leghe amorfe, come Metglas 2605SA1, rappresentano un grande passo avanti nella riduzione delle perdite nel nucleo, in particolare alle alte frequenze. Le loro principali proprietà magnetiche sono:
Se costo e fragilità restano ostacoli a un'adozione diffusa nei veicoli elettrici di massa, le leghe amorfe vengono già sperimentate in applicazioni selezionate ad alta velocità o ad alta efficienza. Sino partecipa attivamente alla R&S per superare queste sfide produttive e studiare progetti di nuclei ibridi che integrano acciaio NGO e strati amorfi, così da bilanciare costo e prestazioni.
Le leghe nanocristalline, come Finemet di Hitachi e Vitroperm di VAC, rappresentano il vertice dei materiali magnetici a basse perdite, soprattutto alle frequenze molto elevate.
Attualmente i prodotti nanocristallini sono limitati ad applicazioni EV premium o di nicchia, come i trasformatori ad alta frequenza negli inverter basati su SiC/GaN (ad es. Tesla Design S Plaid, Lucid Air Fantasize Edition). Sino segue con grande attenzione gli sviluppi nella sintesi e nelle strategie di riduzione dei costi, tra cui la produzione additiva e la metallurgia delle polveri, che potrebbero consentirne un'adozione più ampia nei motori di trazione EV di massa entro il 2028–2030, soprattutto perché gli inverter SiC/GaN spingono ancora più in alto le frequenze di commutazione.
Scegliere un partner esperto come Sino per i vostri lamierini per nuclei motore EV non è solo una decisione di acquisto, ma una scelta strategica.
Non punzoniamo solo metallo. Comprendiamo la fisica, la scienza dei materiali e le sottili sfumature produttive che determinano il successo o il fallimento di un nucleo motore di trazione per EV.
Ci consideriamo un'estensione dei vostri team di R&S e di produzione. Siamo qui per consulenza, supporto e co-progettazione di soluzioni che soddisfino i vostri specifici obiettivi di prestazioni, costo e volume.
Dagli acciai elettrici avanzati ai processi di produzione di precisione e a un solido controllo qualità, investiamo negli strumenti e nelle tecniche che offrono i migliori lamierini per nuclei motore EV.
Che abbiate bisogno di alcuni prototipi per un nuovo concept di motore o di una produzione in grandi volumi per una piattaforma EV consolidata, Sino ha la scalabilità e la flessibilità necessarie per consegnare.
Il nostro impegno per la qualità è incrollabile, perché sappiamo che l'affidabilità e l'efficienza del vostro motore EV dipendono dalla perfezione di ogni singolo lamierino.
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Questa è la nostra principale tecnica per l'automazione della produzione dei lamierini. Utilizziamo stampi progressivi avanzati e presse ad alta velocità per ottenere tolleranze strette e un'elevata produttività. La nostra attenzione alla progettazione e alla manutenzione degli stampi riduce la formazione di bava e garantisce una uniformità ottimale del materiale, influenzando direttamente il fattore di impilamento.
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Per la prototipazione, la produzione a bassi volumi o le geometrie complesse difficili da punzonare, utilizziamo un'innovativa tecnologia di taglio laser. Offre elevata precisione e versatilità, consentendo di realizzare rapidamente i progetti.
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L'isolamento tra i lamierini è fondamentale. Gestiamo diversi tipi di rivestimento, da organici a inorganici, assicurando che l'applicazione e l'indurimento (se necessario) siano impeccabili. I nostri protocolli di manipolazione sono studiati per prevenire graffi o danni che potrebbero compromettere questa barriera vitale.
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Il modo in cui i lamierini vengono impilati e uniti per formare i lamierini per nuclei motore EV (nucleo di statore o di rotore) finali è altrettanto importante.
Migliorare la geometria dei lamierini, la sagomatura delle cave e i fattori di impilamento è fondamentale per raggiungere gli obiettivi di efficienza come il rendimento, la densità di potenza e la gestione termica su diverse topologie di motore (ad es. flusso radiale, flusso assiale, motori sincroni a magneti permanenti, motori a riluttanza). In Sino utilizziamo concetti progettuali avanzati e strumenti di simulazione sofisticati per fornire soluzioni di lamierino di alto livello.
Il fattore di impilamento, definito come il rapporto tra la densità del materiale di base e la densità del nucleo impilato completo, è un parametro essenziale per il calcolo esatto della densità di flusso magnetico e delle perdite nel nucleo. I valori tipici dei lamierini in acciaio elettrico nei nuclei motore EV vanno da 0,92 a 0,97.
Il modo in cui si compongono i pacchi di lamierini influenza notevolmente l'efficienza, l'affidabilità e le caratteristiche NVH (rumore, vibrazione, ruvidezza) del nucleo motore finito. Sino propone e consiglia diverse strategie di impilamento avanzate:
L'incastro prevede la formatura di precisione dei lamierini con elementi come linguette, cave o forme a coda di rondine che si impegnano meccanicamente durante l'impilamento. I lamierini vengono punzonati con elementi specifici (ad es. giunti di trascinamento, linguette a scatto, sistemi a maschio e femmina) e poi uniti meccanicamente con presse automatizzate.
Può dare un pacco molto robusto, ma il calore può danneggiare l'isolamento vicino alla saldatura e creare cortocircuiti localizzati se non viene controllato con precisione. In Sino i nostri processi di saldatura automatizzati sono messi a punto per ridurre al minimo la zona termicamente alterata.
L'incollaggio prevede l'applicazione di un sottile strato di colla speciale tra i lamierini, seguita da impilamento e indurimento. Si utilizza un sottile strato di adesivo epossidico o acrilico (in genere 10–30 μm di spessore), i lamierini vengono impilati e poi induriti (termico, UV o indurimento duale).
I nostri lamierini contribuiscono a far funzionare i sistemi di trazione dei veicoli elettrici in modo eccellente. Si traducono in:
Meno energia sprecata significa che l'auto consuma meno energia dalla batteria. Questo aumenta l'autonomia del veicolo elettrico. I nostri lamierini aiutano a ottimizzare le perdite nel nucleo e a minimizzare le perdite nel ferro.
Si parla di miglioramento della densità di coppia. I nostri lamierini aiutano il motore a creare un campo magnetico intenso (densità di flusso magnetico) prima di raggiungere i limiti oltre i quali il magnetismo non può aumentare (limiti di flusso di saturazione). Possiamo verificarlo con un'analisi delle curve B-H dei lamierini.
Una buona conducibilità termica e la dissipazione del calore dei lamierini aiutano a mantenere il motore fresco. È importante, perché i motori possono surriscaldarsi, e restare freschi li aiuta a durare più a lungo e a funzionare meglio. Progettiamo canali di raffreddamento efficaci nei lamierini.
Progetti e materiali speciali possono contribuire a ridurre il rumore dei lamierini e ad attenuarne le vibrazioni, limitando gli effetti di magnetostrizione (una specie di rumore che l'acciaio produce quando viene magnetizzato). Questo rende la marcia dell'auto più fluida e silenziosa.
I nostri lamierini aiutano a ridurre l'ondulazione di coppia (picchi di potenza) e la distorsione armonica (forme di potenza dissipata).
I nostri lamierini per nuclei motore EV sono utilizzati in molti ambiti del trasporto elettrico:
Il motore principale che aziona le ruote nei veicoli elettrici a batteria (BEVs) e nei veicoli elettrici ibridi (HEVs).
Quando il motore fa parte dell'asse.
Motori che, in decelerazione, funzionano come generatori e restituiscono energia alla batteria.
In moto elettriche, autobus, camion e persino in applicazioni come motori per la propulsione di droni o motori per la robotica industriale.
Il mercato EV evolve a velocità incredibile. La richiesta è di motori ancora più efficienti, con maggiore densità di potenza, più leggeri e più silenziosi. Questo si traduce direttamente in sfide e opportunità per lamierini per nuclei motore EV. Vediamo tendenze verso lamierini ancora più sottili (meno di 0,1 mm in alcune ricerche!), nuovi materiali amorfi o nanocristallini per perdite nel nucleo ultra-basse e progetti di motore più integrati.
In Sino non ci limitiamo a osservare queste tendenze: ci prepariamo attivamente ad esse, investendo in ricerca e sviluppo per garantire di poter offrire la prossima generazione di lamierini per nuclei motore EV che alimenterà i veicoli di domani. Il vostro percorso verso un nucleo motore di trazione per EV più efficiente e ad alte prestazioni inizia con i lamierini giusti, e questo percorso può iniziare con Sino.
Se volete spingere oltre i limiti delle prestazioni dei motori EV, parliamone. Siamo convinti che la nostra esperienza nei lamierini per nuclei motore EV possa aiutarvi a raggiungere i vostri obiettivi e a guidare il futuro della mobilità elettrica. Costruiamo insieme qualcosa di eccezionale.
Nota: Per accelerare il vostro progetto, potete indicare per i pacchi di lamierini dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, necessità di un isolamento mediante ossidazione, quantità e altre specifiche.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, Materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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