5 tipos de materiais magnéticos comumente usados em veículos de novas energias
2023-09-11 13:56Os materiais magnéticos são materiais ordenados magneticamente que possuem propriedades ferromagnéticas ou ferrimagnéticas e têm valor de aplicação prática. Uma diferença fundamental entre eles e outros materiais é que são sensíveis a campos magnéticos externos. Materiais magnéticos amplamente definidos também incluem materiais antiferromagnéticos e outros materiais fracamente magnéticos que possuem valor de aplicação prático ou possível.
Nos últimos anos, a procura global pela indústria de materiais magnéticos aumentou de forma constante, e o rápido desenvolvimento de campos de aplicação a jusante, como armazenamento óptico, energia eólica, novos veículos energéticos, robôs, automação industrial e carregamento sem fios, trouxe oportunidades de desenvolvimento para o indústria de materiais magnéticos.
Ⅰ. Métricas para medir o desempenho de materiais magnéticos
As propriedades magnéticas dos materiais magnéticos são medidas da seguinte forma:
Estabilidade: Os principais parâmetros são magnetização residual e produto máximo de energia magnética. Quanto maior o valor, mais forte será o campo magnético e melhor o ímã poderá manter suas propriedades magnéticas.
Resistência à desmagnetização: O parâmetro principal é a força coercitiva intrínseca. Quanto maior o valor, maior será a resistência à desmagnetização e maior será o valor da eficiência.
Resistência à temperatura:Os principais parâmetros são coercividade intrínseca, temperatura máxima de operação e temperatura Curie. Quanto maior o valor, melhor será a resistência à temperatura e mais estável será o desempenho do material magnético.
Ⅱ. Classificação de materiais magnéticos e sua aplicação em veículos de novas energias
Os materiais magnéticos são divididos por função e podem ser divididos em três categorias: materiais magnéticos permanentes, materiais magnéticos macios e materiais magnéticos funcionais. Atualmente, as aplicações mais comuns em novos veículos de energia são ímãs permanentes de neodímio, ferro, boro e ímãs permanentes de ferrite entre materiais magnéticos permanentes, e aço silício, núcleos metálicos de pó magnético macio, ímãs macios de ferrite entre materiais magnéticos macios.
O material magnético permanente de neodímio ferro boro (Nd-Fe-B) com Nd2Fe14B como componente principal tem as características de alta remanência e alta força coercitiva. Cada novo veículo energético requer aproximadamente 2,5 kg de materiais magnéticos permanentes NdFeB, que são usados principalmente para motores de acionamento, ABS, EPS e outros componentes. O material tem excelente desempenho e pode melhorar muito a eficiência energética do motor e reduzir a perda de energia. Além disso, alto-falantes de automóveis e vários sensores também são cenários onde materiais magnéticos permanentes de ferro-ferro-boro são usados em veículos de novas energias.
Os materiais de ímã permanente de ferrite são feitos de SrO ou BaO e Fe2O3 como matéria-prima por meio de tecnologia cerâmica. Em comparação com materiais de ímã permanente de terras raras, embora os materiais de ímã permanente de ferrite não tenham uma vantagem no desempenho, eles ainda são usados em muitos campos devido às suas matérias-primas abundantes, baixo preço, processo de preparação simples, excelente resistência à oxidação e grande magnetização residual. . é o material de escolha. Em novos veículos energéticos, é usado principalmente em motores de acionamento, conversores, pilhas de carregamento e outros componentes.
Material magnético macio-aço silício
O aço silício é uma liga de ferro-silício formada pela adição de uma pequena quantidade de silício (geralmente menos de 4,5%) ao ferro puro. Possui excelentes propriedades eletromagnéticas, como alta permeabilidade magnética, baixa perda de histerese e baixa perda de ferro. Em novos veículos energéticos, o aço silício é um dos materiais importantes do motor, que pode efetivamente reduzir a perda de ferro e a perda de histerese do motor e melhorar a eficiência e o desempenho do motor. Além dos motores, o aço silício também pode ser usado em pilhas de carga, sistemas de gerenciamento de baterias, peças estruturais da carroceria, etc.
Materiais magnéticos macios - núcleo de pó magnético macio de metal
O núcleo de pó magnético macio de metal é um material magnético macio prensado por pó magnético revestido com um meio isolante. Ele combina as vantagens dos materiais magnéticos macios metálicos e da ferrite magnética macia. Como seu pó é feito de partículas ferromagnéticas, a intensidade da indução magnética de saturação é alta. Ao mesmo tempo, devido à presença da camada isolante, a sua resistividade também é elevada. É usado principalmente em três áreas de aplicação: pilhas de carregamento, carregadores CA/CC montados em veículos e conversores CC/CC montados em veículos no setor de veículos de novas energias. Especialmente sob a tendência da plataforma de alta tensão de 800 V, o núcleo de pó magnético macio de metal se beneficiará mais, e espera-se que o uso de bicicletas aumente da corrente de cerca de 0,7 kg para 2,7 kg.
Material magnético macio-ferrite
A ferrita macia é um óxido ferrimagnético composto principalmente de Fe2O3, produzido por métodos de metalurgia do pó. Existem vários tipos, como Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn, etc., entre os quais a ferrita Mn-Zn tem a maior produção e utilização. Como um material eletrônico funcional com excelentes propriedades elétricas de alta frequência, custo relativamente baixo e fácil processamento em produtos de diferentes formas e tamanhos, a ferrita macia é amplamente utilizada em novos equipamentos OBC de veículos de energia, equipamentos de carregamento de EV, conversão de energia do sistema de energia HEV, Conversores DC-DC, sistemas de gerenciamento de bateria, unidades de distribuição de energia, etc.
Ⅲ. Perspectivas de aplicação de materiais magnéticos em veículos de novas energias
A industrialização de materiais magnéticos na China começou a tomar forma em meados da década de 1980. Principalmente devido à popularidade de produtos eletrônicos, como gravadores e televisores, a demanda por materiais magnéticos usados em alto-falantes de áudio aumentou rapidamente.
Hoje, o crescente desenvolvimento de novos veículos energéticos trouxe um enorme espaço de desenvolvimento para materiais magnéticos. De acordo com dados da Associação Chinesa de Fabricantes de Automóveis, a produção e vendas de veículos de energia nova em meu país no primeiro trimestre de 2023 atingirão 1,65 milhão e 1,586 milhão, respectivamente, um aumento anual de 27,7% e 26,2%, respectivamente, com uma participação de mercado de 26,1%. O desenvolvimento da nova indústria de veículos energéticos do meu país entrou em um novo estágio de rápido desenvolvimento em escala. Independentemente da futura participação a jusante ou da taxa de crescimento dos principais materiais magnéticos, o desenvolvimento do novo campo de veículos energéticos é de grande importância e tem uma influência de longo alcance.
Como material básico dos principais componentes eletrônicos, os materiais magnéticos são amplamente utilizados em todos os aspectos de novos motores de acionamento de veículos de energia, pilhas de carga, sistemas de gerenciamento de bateria, carregadores CA/CC, conversores CC/CC e outros componentes. Estimulado pela procura, o número de empresas nacionais envolvidas na produção e fabrico de materiais magnéticos continua a aumentar, e uma gama completa de sistemas de produtos de materiais magnéticos foi agora formada. Como uma subdivisão de materiais magnéticos para veículos de nova energia, a concorrência no mercado também é acirrada. Entre elas, as empresas com maiores vantagens competitivas incluem principalmente Jinli Permanent Magnet, Tiantong Co., Ltd., Zhenghai Magnetic Materials, Yingluohua, Galaxy Magnet, Sinosteel Tianyuan, Hengdian East Magnet, Jiangfen Magnetic Materials, Ningbo Yunsheng, Zhongke San Ring etc.