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降低稀土用量的电机开发:日产的探索

芝能科技出品

全球汽车企业对稀土是很在意的,一方面电动汽车在走量,一方面有资源约束。所以日产在电驱动领域的技术储备,围绕一个可持续发展(去稀土)战略,降低稀土使用量的电机开发成为了关键技术之一。预计到2040年,纯电动车的销量将扩大到7000万辆,占比将达到70%。

与传统燃油车相比,电动汽车的材料和资源风险更高,尤其是稀土等资源的使用,减少用量这是核心诉求。

01
电机开发与稀土用量减少

电动汽车的核心部件之一是电机,而其中的稀土磁铁在保证电机性能的同时也带来了资源风险。针对常用的嵌入式永磁同步电机,日产汽车通过优化电机磁路技术和材料选择,成功降低了稀土磁铁中重稀土的添加量。

通过引入晶界扩散和精细结晶等技术,已经实现了钕磁铁中重稀土添加量的大幅减少,为实现完全无重稀土打下了可能性的基础。为了替代传统的钕磁铁,日产汽车正在开发一种具有高磁性材料潜力的钐铁磁铁(SmFe)。

钐铁磁铁的磁通密度和矫顽力等性能不如钕磁铁,但通过改进磁路设计和电机结构,日产汽车正在探索使其在电动汽车中的应用。

● 材料优化与工艺改进:通过引入晶界扩散和精细结晶等技术,成功地减少了钕磁铁中重稀土元素的添加

● 新材料的研究与应用:积极开发具有高磁性的钐铁(SmFe)磁铁作为钕磁铁的替代材料,钐铁磁铁的性能相对较差,在资源使用上更为可持续。

● 电机结构与设计优化:通过优化电机磁路技术,降低了磁铁温度并减少了重稀土用量。通过磁场分析和转子表面形状的优化设计,成功降低了电机的铁损,提高了材料的利用率。

02
稀土回收技术的创新

为了有效利用资源,日产汽车还致力于开发稀土回收技术。目前,稀土的回收需要进行复杂的人工拆卸和提取,随后还需将其加工成氧化物。为了降低成本并促进回收,日产汽车正在与专业机构合作研发更加简便、成本更低的回收技术,并已取得了一定进展。

日产的e-PT(电动动力总成)技术,旨在降低电动汽车成本并扩大产品阵容的技术解决方案。e-PT技术的核心包括:

● 纯电动车和e-POWER组件与技术的共享:通过共享组件和技术,日产能够降低成本并提高生产效率。

● 多合一电动动力总成结构创新:通过结构创新,日产能够在有限的空间内实现更高的性能。

● 电机磁路和电力电子半导体等核心技术的进化:日产不断优化其核心技术,以提高电机效率并减少对稀土的依赖。

小结

电动汽车的普及是实现碳中和的关键一步,而降低稀土使用量的电机开发则是实现这一目标的重要技术之一。通过持续的创新和合作,日产汽车正积极探索可持续发展的道路,为未来的汽车产业做出贡献。


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04月09日 15:37
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