Ein Forschungsteam der Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) hat kürzlich ein neuartiges Wärmebehandlungsverfahren für Stahl vorgestellt. Das Verfahren zielt darauf ab, die Energieverluste in den Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen zu reduzieren und könnte so die Reichweite der Fahrzeuge erhöhen. Die zugehörigen Forschungsergebnisse wurden im „Journal of Materials Science & Technology“ veröffentlicht.
Die Studie wurde von Forschern der Abteilung für Materialwissenschaften und Werkstofftechnik der Universität durchgeführt. Das Team entwickelte ein fortschrittliches Wärmebehandlungsverfahren für die Herstellung von Elektroblech, einem Kernkomponenten in den Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen. Das Hauptziel besteht darin, die Energieeffizienz durch die Reduzierung der Eisenverluste im Motorkern zu steigern, was wiederum zu einer größeren Reichweite pro Ladung führen könnte.
Während des Betriebs von Elektrofahrzeugmotoren geht ein Teil der elektrischen Energie durch Eisenverluste verloren. Dieser Verlust, der etwa 25 % des gesamten Energieverlusts im Motor ausmacht, wird hauptsächlich dadurch verursacht, dass winzige magnetische Domänen im Stahlblech nur schwer dem schnell wechselnden Magnetfeld folgen können. Das Forschungsteam hat innovativ die Atmosphäre bei der Endwärmebehandlung angepasst und dabei den üblichen Stickstoff durch Wasserstoff ersetzt. Diese Änderung unterdrückt effektiv die Bildung einer dicken und groben Aluminiumnitridschicht auf der Stahloberfläche. Stattdessen bildet sich eine dünnere und gleichmäßigere Oxidschicht, die die Oberfläche glatter macht und somit den magnetischen Widerstand verringert.
Experimentelle Daten zeigen, dass das nach dem neuen Verfahren behandelte Elektroblech eine um etwa 16 % reduzierte Hystereseverlust und eine um etwa 8 % bis 10 % reduzierte Gesamteisenverlust aufweist. Diese Verbesserungen führen direkt zu einer höheren Motoreffizienz.
Dr. So-Hyeon Lee, eine Hauptbeteiligte an der Forschung, erklärte: „Durch systematische Analyse der Auswirkungen verschiedener Endglühbedingungen auf die Oberflächenmikrostruktur haben wir den optimalen Prozess ermittelt. Unsere Studie zeigt, dass die Oberflächenmikrostruktur einen signifikanten Einfluss auf die Eisenverluste von Elektrofahrzeugmotoren hat.“ Prof. Joo-Young Kim fügte hinzu: „Diese Methode reduziert die Verluste allein durch die Anpassung der Wärmebehandlungsbedingungen, ohne dass größere Änderungen an bestehenden Produktionslinien erforderlich sind. Es handelt sich um eine kosteneffektive Lösung, die dazu beitragen kann, die industrielle Position durch fortschrittliche Materialtechnologien zu festigen.“
Dieses Verfahren eröffnet einen neuen Weg zur Leistungssteigerung von Elektrofahrzeugen durch Materialinnovation.
Weitere Informationen: Autoren: So-Hyeon Lee et al., Titel: „Influence of final annealing atmosphere on surface microstructure and iron loss of non-oriented electrical steel“, veröffentlicht in: Journal of Materials Science & Technology (2026).
