Kostenverdeling van de axiale fluxmotorrotor: magneten, ijzeren kern of inkapseling – wat neemt het grootste aandeel in?

xial flux-motoren zorgen voor een vermogensrevolutie in nieuwe energievoertuigen, humanoïde robots, eVTOL-vliegtuigen (elektrische verticale start en landing) en meer, dankzij hun compacte formaat, lichte gewicht en hoge vermogensdichtheid. De relatief hoge productiekosten blijven echter een knelpunt voor grootschalige adoptie. Dus, wat maakt precies de kosten van een axiale fluxmotorrotor ? En welke van de magneetkwaliteit, het kernlaminatieproces en het inkapselingsmateriaal neemt het grootste deel voor zijn rekening? Dit artikel legt het voor je uit.

1. Magneetkwaliteit – de onbetwiste kostenkampioen

Van alle materialen in een axiale fluxmotor  zijn magneten (permanente magneten) de grootste kostenpost.

De krachtige neodymium-ijzer-boor (NdFeB)-magneten ingebed in de rotorschijf vormen het 'hart' dat het magnetische veld genereert. Omdat rotors van axiale fluxmotoren doorgaans ultradun zijn en kunnen werken bij temperaturen van 180-200 °C, moeten de magneten een extreem hoog energieproduct, een hoge coërciviteit (om demagnetisatie te weerstaan) en het vermogen om tot microndunne plakjes te worden verwerkt, vertonen. Standaard NdFeB-magneten kunnen niet aan deze strenge eisen voldoen – speciaal op maat gemaakte hoogwaardige materialen zijn essentieel.

Uit gegevens uit de sector blijkt dat  magneten 35-40% van de totale motorkosten voor hun rekening nemen en de materiaalkosten van de rotor nog duidelijker domineren. Met de stijgende prijzen van zeldzame aardmetalen in de afgelopen jaren is dit aandeel zelfs nog hoger. Daarom  is de magneetkwaliteit de belangrijkste factor die de rotorkosten bepaalt.

2. Kernlaminering – Kleiner kostenaandeel, maar niet zonder technische uitdagingen

De ijzeren kern (inclusief de statorkern en een deel van het rugijzer van de rotor) neemt een relatief kleiner deel van de kosten van de axiale fluxmotor voor zijn rekening.

In tegenstelling tot traditionele radiale fluxmotoren die siliciumstaallamineringen gebruiken, worden axiale fluxmotoren geconfronteerd met een 3D-magnetisch circuit dat niet kan worden afgehandeld door conventioneel siliciumstaal. De huidige reguliere oplossing is  SMC (zacht magnetisch composiet)  – ijzerpoeder gecoat met een isolerende laag en vervolgens in vorm gecomprimeerd – waarmee in één persstap complexe schijfvormige geometrieën kunnen worden gevormd.

De kern vertegenwoordigt doorgaans ongeveer 10-15% van de totale motorkosten.  Hoewel het aandeel bescheiden is, is de procestechnologie voor SMC veeleisend: de isolerende coating op elk poederdeeltje moet extreem dun zijn om een ​​hoge dichtheid te bereiken, maar mag niet worden beschadigd tijdens verdichting onder hoge druk, wat procesvalidatie op lange termijn vereist. Bovendien kost de grondstof voor zacht magnetisch legeringspoeder ongeveer twee keer zoveel als siliciumstaal, waardoor de proceskosten verder stijgen.

3. Inkapselingsmateriaal – kleinste aandeel, maar toch een cruciale rol

Inkapselingsmaterialen vormen het kleinste deel van de rotorkosten van een axiale fluxmotor.

Inkapselingsverbindingen worden voornamelijk gebruikt om de gaten tussen de behuizing en de kern, en tussen de behuizing en de spoelwikkelingen, op te vullen, en dienen functies zoals thermische geleiding, elektrische isolatie, fixatie en spanningsverspreiding. Omdat axiale fluxmotoren plat zijn en een beperkt oppervlak hebben voor warmteafvoer, is thermisch beheer een grote uitdaging. Het gebruik van potgrondverbindingen met een hoge thermische geleidbaarheid (bijvoorbeeld met een thermische geleidbaarheid van 2-3 W/m·K) is een belangrijke maatregel om de koeling te verbeteren.

Wat de kostenbijdrage betreft, liggen de inkapselingsmaterialen echter ver achter op de magneten en de kern, en nemen ze slechts een klein deel van de totale rotor-BOM voor hun rekening.

4. Samenvatting: Magneten > Kern > Inkapseling

Alles bij elkaar genomen is de kostenrangschikking voor een axiale fluxmotorrotor duidelijk:

De magneetkwaliteit is de grootste kostencomponent in een axiale fluxmotorrotor en vertegenwoordigt 35-40% van de totale motorkosten – veel meer dan de kern en de inkapseling. Dit verklaart ook waarom de industrie magneten beschouwt als zowel het 'hart' als de 'achilleshiel' van axiale fluxmotoren: ze bepalen niet alleen het prestatieplafond van de motor, maar ook de kostenvloer.

5. SDM: flexibele productielijn maakt volumelevering mogelijk

Bij de industrialisatie van axiale fluxmotorrotoren is efficiënte en flexibele productiecapaciteit cruciaal.  SDM (Hangzhou Shengshideng Magnetic Materials Co., Ltd.)  – een hightech onderneming op nationaal niveau die zich richt op magneten en magnetische oplossingen – heeft een duidelijk voordeel opgebouwd op het gebied van axiale fluxmotorrotoren.

Aan de productiekant  heeft SDM in zijn fabriek een flexibele assemblagelijn opgezet, waardoor snelle omschakelingen tussen verschillende soorten axiale fluxmotorrotorsamenstellen mogelijk zijn . Deze flexibele productiecapaciteit maakt een efficiënt antwoord mogelijk op de aangepaste vraag naar productie van meerdere variëteiten en kleine batches, waardoor zowel de doorvoer als de leveringsflexibiliteit aanzienlijk worden verbeterd.

Tot op heden  heeft SDM al volumeleveringen gerealiseerd van rotormodellen met meerdere axiale fluxmotoren . Terwijl axiale fluxmotoren snel doordringen in markten van biljoenen yuan, zoals nieuwe energievoertuigen, humanoïde robots en economieën op lage hoogte, bouwen de flexibele lijnindeling en het bewezen trackrecord van SDM op het gebied van massaleveringen een solide basis voor het bedrijf in een steeds competitiever landschap.