Defalcarea costului rotorului motorului cu flux axial: magneți, miez de fier sau încapsulare - care are cea mai mare cotă?

Motoarele cu flux xial conduc o revoluție a puterii în vehiculele cu energie nouă, roboții umanoizi, aeronavele eVTOL (decolare și aterizare verticală electrică) și multe altele, datorită dimensiunilor lor compacte, greutății ușoare și densității mari de putere. Cu toate acestea, costul de producție relativ ridicat rămâne un blocaj pentru adoptarea pe scară largă. Deci, ce reprezintă exact costul unui rotorul motorului cu flux axial ? Și dintre calitatea magnetică, procesul de laminare a miezului și materialul de încapsulare, care reprezintă cea mai mare parte? Acest articol vă dezvăluie.

1. Magnet Grade – Campionul incontestabil al costurilor

Dintre toate materialele dintr-un motor cu flux axial,  magneții (magneții permanenți) sunt cel mai mare element de cost.

Magneții de înaltă performanță de neodim-fier-bor (NdFeB) încorporați în discul rotorului sunt „inima” care generează câmpul magnetic. Deoarece rotoarele de motor cu flux axial sunt de obicei ultra-subțiri și pot funcționa la temperaturi de 180-200°C, magneții trebuie să prezinte un produs energetic extrem de ridicat, coercivitate ridicată (pentru a rezista demagnetizării) și capacitatea de a fi procesați în felii subțiri de microni. Magneții standard NdFeB nu pot îndeplini aceste cerințe stricte – materialele de înaltă calitate special personalizate sunt esențiale.

Datele din industrie arată că  magneții reprezintă 35-40% din costul total al motorului și domină costul materialului rotorului și mai decisiv. Odată cu creșterea prețurilor materialelor cu pământuri rare în ultimii ani, această pondere este și mai mare. Prin urmare,  gradul magnetului este factorul numărul unu care determină costul rotorului.

2. Laminarea miezului – Cotă mai mică a costurilor, dar nu fără provocări tehnice

Miezul de fier (inclusiv miezul statorului și o parte din spatele rotorului) reprezintă o parte relativ mai mică a costului motorului cu flux axial.

Spre deosebire de motoarele tradiționale cu flux radial care utilizează laminari din oțel siliconic, motoarele cu flux axial se confruntă cu un circuit magnetic 3D care nu poate fi manipulat de oțelul siliconic convențional. Soluția curentă principală este  SMC (compozit magnetic moale)  - pulbere de fier acoperită cu un strat izolator și apoi compactată în formă - care poate forma geometrii complexe de tip disc într-o singură etapă de presare.

Miezul reprezintă de obicei aproximativ 10-15% din costul total al motorului.  Deși ponderea este modestă, tehnologia de proces pentru SMC este solicitantă: stratul izolator de pe fiecare particule de pulbere trebuie să fie extrem de subțire pentru a obține o densitate mare, dar nu trebuie să fie deteriorat în timpul compactării la presiune înaltă - necesitând validarea procesului pe termen lung. În plus, materia primă pentru pulberea de aliaj magnetic moale costă aproximativ de două ori mai mult decât oțelul siliconic, crescând și mai mult costul procesului.

3. Material de încapsulare – Cea mai mică cotă, dar un rol critic

Materialele de încapsulare reprezintă cea mai mică parte din costul rotorului motorului cu flux axial.

Compușii de încapsulare sunt utilizați în principal pentru a umple golurile dintre carcasă și miez și dintre carcasă și înfășurările bobinei, servind funcții precum conducția termică, izolația electrică, fixarea și dispersia tensiunii. Deoarece motoarele cu flux axial sunt plate, cu o suprafață limitată pentru disiparea căldurii, managementul termic este o provocare majoră. Utilizarea compușilor de ghiveci cu conductivitate termică ridicată (de exemplu, cu o conductivitate termică de 2-3 W/m·K) este o măsură importantă pentru îmbunătățirea răcirii.

Cu toate acestea, în ceea ce privește contribuția la costuri, materialele de încapsulare sunt mult în urma magneților și a miezului, reprezentând doar o mică parte din BOM-ul total al rotorului.

4. Rezumat: Magneți > Miez > Încapsulare

Punând totul împreună, clasamentul costurilor pentru un rotor cu motor cu flux axial este clar:

Calitatea magnetică este cea mai mare componentă de cost într-un rotor de motor cu flux axial , reprezentând 35-40% din costul total al motorului - depășind cu mult miezul și încapsularea. Acest lucru explică, de asemenea, de ce industria consideră magneții atât „inima” cât și „călcâiul lui Ahile” al motoarelor cu flux axial: aceștia determină nu numai plafonul de performanță al motorului, ci și nivelul de cost al acestuia.

5. SDM: Linia de producție flexibilă permite livrarea în volum

În industrializarea rotoarelor cu motor cu flux axial, capacitatea de producție eficientă și flexibilă este crucială.  SDM (Hangzhou Shengshideng Magnetic Materials Co., Ltd.)  – o întreprindere de înaltă tehnologie la nivel național, concentrată pe magneți și soluții magnetice – a construit un avantaj distinct în domeniul rotorului motorului cu flux axial.

În ceea ce privește producția,  SDM a înființat o linie de asamblare flexibilă în fabrica sa, permițând schimbări rapide între diferite tipuri de ansambluri de rotoare cu motor cu flux axial . Această capacitate de producție flexibilă permite un răspuns eficient la cerințele personalizate pentru producție multi-varietă, în loturi mici, îmbunătățind considerabil atât debitul, cât și agilitatea de livrare.

Până în prezent,  SDM a realizat deja livrarea în volum a mai multor modele de rotoare cu motor cu flux axial . Pe măsură ce motoarele cu flux axial pătrund rapid pe piețele de trilioane de yuani, cum ar fi vehiculele cu energie nouă, roboții umanoizi și economia la altitudine joasă, aspectul flexibil al liniilor SDM și istoricul dovedit de livrare în masă creează un șanț solid pentru companie într-un peisaj din ce în ce mai competitiv.