ESW1025R：EVモーター性能を再定義する電気鋼材 ― なぜ候補に入れるべきなのか

急速に進化する電気自動車業界では、バッテリー容量や自動運転アルゴリズムに注目が集まりがちです。しかし、EVモーターが最高の効率と出力密度を実現できるかどうかを決定づける物理的な基盤は、その心臓部であるステーターコアにあります。そして、そのコアを構成する材料が、効率、熱管理、騒音、そして最終的には航続距離といったあらゆる要素を左右するのです。

北米およびヨーロッパのモーター設計者と緊密に連携するコア積層板の専門メーカーとして、当社はEVモーター開発者やコンプレッサーエンジニアから、常に同じ重要な要望を受けています。それは、「高いインバータ周波数においてコア損失を最小限に抑えつつ、電力密度を最大化し、製造コストを抑制するにはどうすればよいか？」というものです。

その答えは、積層レベルでの材料選択から始まります。Shougang ESW1025Rは、電気自動車用モーターや高効率コンプレッサーといった要求の厳しい世界向けに特別に設計された、厚さ0.19mmの無方向性電磁鋼板です。

EVモーターの課題：高周波化、低損失化、高出力密度化

最新のEVインバータは、モーターの動作周波数を400～700Hzの範囲にまで高めています。この周波数帯では、コア損失が指数関数的に増加します。50/60Hzで優れた性能を発揮する材料も、スイッチング周波数が上昇すると、かえって問題となる可能性があります。一方、パッケージングメーカーはあらゆるスペースを最大限に活用するため、最小限の体積で最大の磁束を実現できる材料を求めています。

ESW1025Rが真価を発揮するのは、まさにこのような環境においてである。

ESW1025Rが際立つ理由

1. 高周波における超低鉄損失 – アニーリング後

これらの数値は驚異的です。700Hzという周波数帯（多くの競合他社の0.19mmグレードが苦戦し始める周波数帯）において、ESW1025Rはわずか21.1W/kgという優れた鉄損を実現しています。インバータ周波数の高いEVモーターにとって、これは航続距離の延長、熱管理負荷の軽減、冷却システムの小型化に直結します。

2. 高い磁気偏極度 ― より多くの磁束を蓄え、より小型のモーターを製造可能

ESW1025Rは、J50≧1.55T（標準値1.57～1.58T）を保証します。この高い飽和磁束密度により、コア断面積を大きくすることなく、磁気回路でより多くの磁束を流すことができます。その結果、よりコンパクトなモーター設計と高い電力密度を実現できます。これは、車載パック内のあらゆる立方センチメートルが貴重な資源となる状況において、非常に重要な利点となります。

3. 0.19 mmの薄型ゲージ ― 高周波リアリティのために設計

0.19 mmという厚さは、高周波用途向けに意図的に選定されています。薄い積層板は、400 Hzを超える周波数で支配的な損失メカニズムである渦電流損失を抑制します。ESW1025Rの既に低いヒステリシス損失と組み合わせることで、EV動作周波数における累積効果として、熱として無駄になるエネルギーが単純に少なくなる材料となります。

4. 優れた機械的強度 – プレス加工歩留まりの向上、金型寿命の延長

ラミネート加工工場の視点から見ると、ESW1025Rが日々の信頼に値する理由は以下のとおりです。

高い降伏強度と引張強度により、この材料はプレス加工時の変形に強く、バリの発生や金型の摩耗を軽減します。それでいて、標準伸び率は6%と低く、優れた成形性を実現しています。当社のプレス機では、これによりプレスミスが減り、スクラップが削減され、金型研磨の間隔が長くなります。つまり、量産時には大幅なコスト削減につながります。

5. スタッキング係数≧95% – 有効材料の利用率を最大化

積層率が95%以上ということは、コアの単位体積あたりの電磁鋼板の使用量が多いことを意味します。モーター設計者にとって、これはまさに効率性の向上につながります。つまり、アンペアあたりのトルクが高くなり、銅の使用量が減り、全体のアセンブリが軽量化されるのです。さらに、厚みの厳密な管理（標準的な縦方向の偏差はわずか0.004mm）と相まって、当社の積層板は毎回、常に高い密着性で積層されます。

あらゆる製造プロセスに対応するコーティングの柔軟性

ESW1025Rは、お客様の製造ワークフローに合わせて3種類のコーティング構成で出荷されます。

M1クロムフリーオプションは、REACH規制への対応に取り組む欧州のお客様にとって特に魅力的です。M3/M7自己接着コーティングは、個別の接着工程を省きたいお客様に最適です。240～250℃で硬化させるだけで、すぐに組み立てに取り掛かれます。

全てのコーティング剤が、全体的に優れた密着性を発揮します。

測定可能な精度

大量生産のラミネート加工において、寸法精度は譲れない条件です。ESW1025Rは以下の性能を実現します。

• 縦方向の厚さ偏差：≦0.006 mm（標準値0.004 mm）
• 横方向の厚さ偏差：≦0.008 mm（標準値0.005 mm）
• 幅の偏差：1.5mm以下（標準0.5mm）
• 波動係数：≦1.5%（標準値0.8%）

これらの公差により、当社のプレス金型は良好な状態を保ち、積層コアの均一性が向上します。これにより、後処理が削減され、バッチごとの一貫性が向上します。

これがモーター設計に及ぼす影響

簡単に言うと、ESW1025Rは以下の機能を提供します。

• EV動作周波数における総鉄損の低減と、車両航続距離の向上
• より高い磁束密度と、より小型で軽量なモーター構造
• 優れたスタンピング性 – 歩留まり向上、ラミネートあたりのコスト削減
• 厳密な寸法管理、一貫した積み重ね、予測可能な性能
• コーティングの柔軟性と既存のプロセスラインとの互換性

電気自動車分野でクラス1またはクラス2の効率目標を追求するモーター設計者にとって、この素材は真剣に検討すべき候補リストに加えるべきものです。

当社の製造能力

先進的なコア積層材製造パートナーとして、当社は電磁鋼板加工に関する厳格な生産体制を構築しました。

• 精密プレス加工：プレス加工と熱処理を一体化することで、薄板形状においても同心度と直角度を厳しい公差内に維持します。
• 一貫したアニーリングプロファイル：雰囲気、温度上昇、保持、冷却サイクルを厳密に管理することで、表面酸化を防ぎながら最適な磁気特性を保証します。
• 迅速なプロトタイピングと材料サポート：当社は、電磁鋼板の選定からサンプル積層体の納品、小ロット生産まで、あらゆる面でサポートを提供し、迅速な反復開発を支援します。

Youyou社について

コア積層板の専門メーカーであるYouyou社は、次世代EVモーターや高効率コンプレッサーにおけるトルク密度、コア損失、製造効率の課題を解決するために設計された高度な積層板ソリューションを提供しています。0.19mmの精密な電磁鋼板プレス加工と高度な熱処理およびコーティング技術を統合することで、北米およびヨーロッパのモーターOEMおよび設計者が、ベンチテストと実走行の両方で優れた性能を発揮する、高出力密度かつ超低損失のモーターコアを構築できるよう支援します。