磁性材料在新能源汽車中的應(yīng)用

來源：粉體網(wǎng)，電驅(qū)動(dòng)Benchmarker

磁性材料系具有鐵磁性或亞鐵磁性并具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的磁有序材料，它與其他材料的一個(gè)根本區(qū)別是對(duì)外加磁場(chǎng)具有敏感的響應(yīng)性。廣義的磁性材料還包括具有實(shí)際應(yīng)用或可能應(yīng)用價(jià)值的反鐵磁性材料和其他弱磁性材料。

近年來，磁性材料行業(yè)總體需求穩(wěn)步上漲，光儲(chǔ)、風(fēng)電、新能源汽車、機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化、無(wú)線充電等下游應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展，給磁性材料行業(yè)帶來發(fā)展契機(jī)。

一衡量磁性材料性能的指標(biāo)

磁性材料的磁性能衡量指標(biāo)如下：

穩(wěn)定性：主要參數(shù)是剩余磁化強(qiáng)度、最大磁能積。值越高表示磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，磁體越能保持自身磁性能。

抗退磁性：主要參數(shù)是內(nèi)稟矯頑力。值越高表示抗退磁能力越強(qiáng)，使用效率值越高。

抗溫性：主要參數(shù)是內(nèi)稟矯頑力、最高工作溫度、居里溫度。值越高表示抗溫性能越好，磁材性能越穩(wěn)定。

二磁性材料分類及其在新能源汽車中的應(yīng)用

磁性材料按功能劃分，可分為永磁材料、軟磁材料和功能磁性材料3大類。目前，新能源汽車當(dāng)中應(yīng)用較多主要是永磁材料中的釹鐵硼永磁、鐵氧體永磁以及軟磁材料中的硅鋼、金屬軟磁粉芯、鐵氧體軟磁等。

永磁材料-釹鐵硼

以Nd2Fe14B為主成分的釹鐵硼(Nd-Fe-B)永磁材料具有高剩磁、高矯頑力的特性。每輛新能源汽車大約需要2.5kg釹鐵硼永磁材料，主要用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)、ABS、EPS等零部件。該材料性能優(yōu)異，能大幅提高電機(jī)能效，減少能量損耗。除此之外，車載揚(yáng)聲器以及各種傳感器也是鐵鐵硼永磁材料應(yīng)用于新能源汽車的場(chǎng)景。

永磁材料-鐵氧體

鐵氧體永磁材料以SrO或BaO及Fe2O3為原料，通過陶瓷工藝方法制造而成。與稀土永磁材料相比，盡管鐵氧體永磁材料在性能方面不占優(yōu)勢(shì)，但由于其原料豐富、價(jià)格低廉、制備工藝簡(jiǎn)單、抗氧化性優(yōu)異、剩余磁化強(qiáng)度大等特點(diǎn)在很多領(lǐng)域依然是首選材料。在新能源汽車中主要被應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)換器、充電樁等部件中。

軟磁材料-硅鋼

硅鋼是在純鐵中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的鐵硅系合金，具有高磁導(dǎo)率、低磁滯損耗、低鐵損等優(yōu)良的電磁性能。在新能源汽車中，硅鋼正是電機(jī)的重要材料之一，可以有效地降低電機(jī)的鐵損和磁滯損耗，提高電機(jī)的效率和性能。除了電機(jī)，硅鋼還可以應(yīng)用于新能源汽車的充電樁、電池管理系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)件等。

軟磁材料-金屬軟磁粉芯

金屬軟磁粉芯是由絕緣介質(zhì)包覆的磁粉壓制而成的軟磁材料，其結(jié)合了金屬軟磁材料和軟磁鐵氧體的優(yōu)勢(shì)，由于其粉末采用的是鐵磁性顆粒，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高，同時(shí)因?yàn)橛薪^緣層的存在，其電阻率也較高。主要應(yīng)用于新能源汽車板塊的充電樁、車載AC/DC充電器、車載DC/DC變換器三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。尤其在800V高壓平臺(tái)趨勢(shì)下，金屬軟磁粉芯將受益較多，單車用量有望從目前約0.7kg左右增長(zhǎng)到2.7kg。

軟磁材料-鐵氧體

軟磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物，采用粉末冶金方法生產(chǎn)。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類，其中Mn-Zn鐵氧體的產(chǎn)量和用量最大。軟磁鐵氧體作為一種高頻電氣特性優(yōu)良、成本相對(duì)低廉、易于加工成不同形狀尺寸產(chǎn)品的電子的功能材料，廣泛應(yīng)用于新能源汽車OBC設(shè)備、EV充電設(shè)備、HEV動(dòng)力系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換、DC-DC變換器、電池管理系統(tǒng)、電源分配單元等。

三磁性材料在新能源汽車中的應(yīng)用前景

中國(guó)的磁性材料產(chǎn)業(yè)化大約在上世紀(jì)80年代中后期開始形成，主要得益于錄音機(jī)、電視機(jī)等電子產(chǎn)品的普及，用于音響喇叭的磁性材料的需求迅速上升。

時(shí)至今日，新能源汽車的蓬勃發(fā)展給磁性材料帶來巨大的發(fā)展空間。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，我國(guó)2023年Q1新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)165萬(wàn)輛和158.6萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)27.7%和26.2%，市場(chǎng)占有率達(dá)26.1%，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入規(guī)?；焖侔l(fā)展的新階段。無(wú)論從關(guān)鍵磁材未來的下游占比還是增長(zhǎng)率來看，新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展都舉足輕重，影響深遠(yuǎn)。

磁性材料作為關(guān)鍵電子元器件的基礎(chǔ)核心材料，大量應(yīng)用到了新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)、充電樁、電池管理系統(tǒng)、AC/DC充電器、DC/DC變換器等部件的各個(gè)方面。在需求的刺激下，國(guó)內(nèi)從事磁性材料生產(chǎn)和制造的企業(yè)不斷增加，目前已經(jīng)形成了品種齊全的磁性材料產(chǎn)品體系。而新能源汽車磁性材料作為其細(xì)分領(lǐng)域，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也較為激烈。其中具備著較大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)主要包括金力永磁、天通股份、正海磁材、英洛華、銀河磁體、中鋼天源、橫店?yáng)|磁、江粉磁材、寧波韻升、中科三環(huán)等。隨著國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保以及新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)磁性材料行業(yè)仍有較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

審核編輯：湯梓紅