Höchste Anforderungen werden an die Performance und Effizienz von modernen Traktionsmotoren gestellt.
Dazu muss das Elektroband möglichst niedrige Ummagnetisierungsverluste aufweisen sowie über hohe magnetische Polarisation und Festigkeit verfügen. Diese Anforderungen sind teilweise konträr – thyssenkrupp Steel hat das Spannungsfeld jedoch mithilfe eines optimierten Legierungskonzepts aufgelöst.
Die neu entwickelten E-Mobility Top-Grades der Sorte 025-125Y420 und 020-120Y420 – mit nur 0,25 bzw. 0,20 Millimetern besonders dünn – verfügen dank eines optimierten Legierungskonzepts über geringste Ummagnetisierungsverluste und eine garantierte Mindest-Streckgrenze (Rp0,2) von 420 MPa. Die Ummagnetisierungsverluste konnten im Vergleich zur besten Vorgängersorte in der gleichen Festigkeitsklasse von thyssenkrupp Steel von maximal 14 W/kg (027-140Y420) auf maximal 12,5 W/kg bzw. nur noch 12,0 W/kg (bei 400 Hz und 1 T) reduziert werden. Mit diesen Werten gehören die neuen Produkte zu den Spitzenreitern der in Europa verfügbaren Sorten und sind damit Top-Grades im E-Mobility-Segment. Die sortentypischen Eigenschaften liegen nochmals höher.
Neue Premiumgüten erreichen Spitzenwerte bei Magnetik und Festigkeit
Besserer Wirkungsgrad für Elektromotoren: Mehr Reichweite oder kleinere Batterie durch 025-125Y420 und 020-120Y420.
Der Ummagnetisierungsverlust wird maßgeblich durch Blechdicke, Legierung und Fertigungsprozess des Materials beeinflusst. Er bestimmt, wie effizient ein Motor die elektrische Energie nutzt und in Rotationsenergie umsetzen kann.
Ein niedriger Ummagnetisierungsverlust ist im E-Motor gleichbedeutend mit einem hohen Wirkungsgrad. Steigt der Wirkungsgrad, kann ein Elektrofahrzeug mit einer Batterieladung mehr Kilometer zurücklegen oder die Batteriekapazität kann bei gleicher Reichweite verkleinert werden. Das spart Gewicht und Kosten.
Die bereits mit hervorragenden Umwandlungsverlusten ausgestattete Top-Grade 025-125Y420 haben wir durch umfangreiche Optimierungen in unserer Fertigung und durch den Einsatz neuer Fertigungsaggregate um ganze 0,5 W/kg verbessert.
Mit der neuesten Top-Grade 020-120Y420 steht somit eine nochmals verbesserte NO-Sorte für höchsteffiziente Antriebsmotoren zur Verfügung. Schnelllaufende Antriebsmotoren in modernen Elektrofahrzeugen benötigen nicht nur hervorragende magnetische Eigenschaften, sie stellen auch hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften des Elektrobands – vorrangig an die Festigkeit des Materials. Eine garantierte Mindest-Streckgrenze von 420 MPa bietet hier die notwendige Festigkeitsreserve auch für Hochleistungsantriebe und die Möglichkeit, das Motordesign beispielsweise hinsichtlich der Kompaktheit positiv zu beeinflussen.
In Verbindung mit den modernsten Produktionsanlagen für NO Elektroband höchster Qualität können auf diese Weise signifikante Beiträge zu Effizienz und Nachhaltigkeit im Antriebsstrang geleistet werden.
Die Kombi macht‘s: maximale Effizienz in Verbindung mit unseren Klebe-Isolationslacken
Neben der Qualität der verwendeten Elektrobandsorte spielt vor allem auch deren Verarbeitung zu Rotor- und Statorpaketen eine entscheidende Rolle, um maximale Effizienz im E-Motor zu erreichen. Mit unserem Klebe-Isolationssystem stabosol® ergeben sich neben technologischen auch wirtschaftliche Effizienzvorteile.
Im Gegensatz zu den in einer Großserie üblichen Verfahren wie Stanzpaketieren und Schweißen, bleiben die Materialeigenschaften des Elektrobands für das Endprodukt Motor beim Klebepaketieren optimal erhalten: Mit Klebesystemen werden die nachteiligen Effekte beim mechanischen Fügen von Lamellen in Form von Materialschädigungen und Kurzschlüssen vermieden.
Beim Klebepaketieren können Verluste durch unerwünschte Strompfade und Störungen im magnetischen Fluss minimiert und somit Elektromotoren mit signifikant höherer Effizienz und Leistungsdichte gebaut werden. In Summe können die Motorverluste durch das Klebepaketieren im Vergleich zum Stanzpaketieren deutlich reduziert werden.
Versuche mit inhouse entwickelten Prototypen auf dem eigenen Forschungsprüfstand für Traktionsmotoren belegen, dass mit dem Klebepaketieren je nach Arbeitspunkt die Motorverluste um bis zu 16 % reduziert werden konnten. Weiteres Verbesserungspotenzial ist möglich. Mit stabosol® steht ein Klebe-Isolationssystem zur Verfügung, das selbst bei vergleichsweise geringen Backtemperaturen hohe Anforderungen an thermische Langzeitbeständigkeit – getestet unter thermischer Beanspruchung bis zu 200 °C – und Dichtheit des Pakets erfüllt -besonders wichtig im Hinblick auf moderne Kühlsysteme in hocheffizienten E-Motoren.
stabosol® kann in zwei Verfahrensvarianten verarbeitet werden. Im sogenannten Offline-Verfahren wird das mit stabosol® geklebte Paket in einem separaten Ofenprozess ähnlich wie bei Backlack ausgehärtet. Allerdings sind hier geringere Aktivierungstemperaturen und Taktzeiten erforderlich.
Das in Entwicklung befindliche Inline-Verfahren sieht hingegen das Stanzen und Paketieren inklusive Aushärten der Klebeverbindung direkt im Stanzwerkzeug vor. Hier sind weitere wirtschaftliche Vorteile, beispielsweise hinsichtlich der Taktzeit, darstellbar.
Weitere Details zu unseren Isolationslacken und Klebe-Paketierlösungen können Sie unserer Produktübersicht "Isolationsarten" auf unserer Website entnehmen.
E-Mobility Top-Grades für die großvolumige Serienfertigung auf modernsten Anlagen – Made in Europe
Um die anspruchsvollen Produkteigenschaften und die hohe Qualität der Elektrobänder realisieren zu können, liegt die Messlatte für unsere modernen Produktionsanlagen hoch.
Deshalb hat thyssenkrupp Steel am Standort Bochum unter anderem in ein hochmodernes Doppelreversiergerüst und eine gekoppelte Glüh- und Isolierlinie investiert. Mit dieser Konfiguration können dünne Elektrobänder mit hoher Planheit und engsten Dickentoleranzen gewalzt und mit besonders homogenen mechanischen und magnetischen Eigenschaften hergestellt werden. Der Serienhochlauf der neuen NO25- und NO20-Sorten erfolgt auf diesen neuen, modernsten Anlagen am Standort Bochum. Mit den modernen und energiesparenden Aggregaten erweitert thyssenkrupp Steel seine Fähigkeiten bei der Herstellung von nicht kornorientiertem Elektroband derart, dass der steigenden Nachfrage nach dünneren und hochsilizierten Materialien bestmöglich entsprochen werden kann. Und das „Made in Europe“ – beste Qualität mit hoher Beratungskompetenz vor Ort und eine verlässliche Lieferkette für ganz Europa.
