Учёные UNIST предложили технологию снижения потерь в электродвигателях электромобилей

Исследовательская группа, работающая при Ульсанском национальном институте науки и технологий (UNIST, Южная Корея), представила новую технологию производства электротехнической стали, которая может способствовать увеличению запаса хода электромобилей без увеличения ёмкости аккумуляторных батарей. Разработка ориентирована на повышение эффективности электродвигателей за счёт снижения энергетических потерь.

Результаты работы опубликованы в научном журнале Journal of Materials Science & Technology.

В процессе работы электродвигателя электромобиля часть электрической энергии теряется при преобразовании в механическую. Существенную долю этих потерь составляют так называемые потери в железе, возникающие из-за того, что магнитные домены в стальных листах не успевают перестраиваться при быстром изменении магнитного поля, которое может происходить сотни раз в секунду. По данным исследователей, такие потери могут достигать около 25% от общего объёма энергетических потерь двигателя.

Для их снижения учёные изменили условия финальной термообработки электротехнической стали. Вместо традиционного применения азота в процессе отжига был использован водород. Это позволило предотвратить образование толстого и шероховатого слоя нитридов алюминия на поверхности стали. В результате формировался тонкий и равномерный оксидный слой, обеспечивающий более гладкую поверхность материала и снижение магнитного сопротивления.

Экспериментальные испытания показали, что стальные листы, обработанные по новой технологии, демонстрируют снижение гистерезисных потерь примерно на 16%, а общее уменьшение потерь в железе составляет около 8–10%. Эти показатели указывают на повышение эффективности работы электродвигателя и потенциальное увеличение пробега электромобиля на одной зарядке.

По словам ведущего автора исследования Ли Со Хёна, анализ влияния различных режимов финальной термообработки на микроструктуру поверхности, включения и примеси позволил определить оптимальные условия, при которых характеристики поверхности стали существенно влияют на уровень магнитных потерь.

Профессор Ким Чу Ён отметил, что предложенный подход позволяет снизить потери в железе за счёт корректировки режимов термообработки без необходимости внесения существенных изменений в существующее производственное оборудование.