热塑性套筒把永磁电机身上的负担减轻了不少,简直就是它们的隐形翅膀。这个领域之前都是碳纤维搭配热固性塑料做转子套筒,虽然能用,但又重又得二次固结,挺麻烦的。现在美国Trelleborg Sealing Solutions把热塑性复合材料给搬进来了,不用热压罐那套老办法了,直接原位固结一步到位,电机效率就能再提高1%到3%。 永磁电机之所以比感应电机效率高,是因为它把很多不必要的能量损耗环节给去掉了。感应电机得先让铜线在定子里耗电产生磁场,再去让转子钢片磁化,这里面铜损和铁损都不小。永磁电机不一样,直接把稀土永磁体嵌在转子里,磁场是自己发的,定子电流只要点火就行了,铜损基本没有,效率自然就上去了。 再说这个热塑性套筒有什么好处。第一个是薄,Trelleborg用碳纤维跟PEEK做的最薄能做到0.5毫米。虽然这么薄,但强度比钢的还要高,5到20层就能满足要求。气隙小了磁场就能跑得开,电磁功率也不会被稀释。 第二个是电导率低,钢套筒会产生涡流损耗偷走电能。碳纤维/PEEK导电性很差,这部分损耗能压到几毫瓦以下。 第三个是工艺先进。以前的热固性套筒得先固化再压装,二次加热容易让稀土磁体退磁。现在的AFP/ISC工艺直接在转子表面铺带、激光瞬间加热、原地固化一步搞定。纤维体积率高达60%,没有夹芯空气和二次应力。 这项技术其实以前就被用在了航空领域。NASA资助的737电动飞机项目里,伊利诺伊大学就用了Trelleborg提供的碳纤维/PEEK套筒。现在这套工艺直接搬进了量产线。能做直径2.5厘米的微型转子,也能一口气铺完33厘米的大型转子。厚度从0.5毫米到7.5厘米全覆盖。 成本方面也有优势。虽然稀土价格波动大让成本高企,但这个薄壁套筒把材料用量砍掉了30%到50%,单台电机能省20美元以上。产能上来了价格自然就降下来了。 当电池能量密度到顶的时候,电机效率就成了影响续航的关键。Trelleborg给的答案是给转子减负。不出三年这个看起来不起眼的塑料环很可能就会成为标配。