5 Arten magnetischer Materialien, die häufig in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet werden
2023-09-11 13:56Magnetische Materialien sind magnetisch geordnete Materialien, die ferromagnetische oder ferrimagnetische Eigenschaften haben und einen praktischen Anwendungswert haben. Ein grundlegender Unterschied zu anderen Materialien besteht darin, dass sie empfindlich gegenüber äußeren Magnetfeldern sind. Zu den allgemein definierten magnetischen Materialien zählen auch antiferromagnetische Materialien und andere schwach magnetische Materialien, die einen praktischen oder möglichen Anwendungswert haben.
In den letzten Jahren ist die Gesamtnachfrage nach der Magnetwerkstoffindustrie stetig gestiegen, und die schnelle Entwicklung nachgelagerter Anwendungsbereiche wie optische Speicherung, Windkraft, Fahrzeuge mit neuer Energie, Roboter, industrielle Automatisierung und kabelloses Laden hat der Branche Entwicklungsmöglichkeiten eröffnet Magnetwerkstoffindustrie.
Ⅰ. Metriken zur Messung der Leistung magnetischer Materialien
Die magnetischen Eigenschaften magnetischer Materialien werden wie folgt gemessen:
Stabilität: Die Hauptparameter sind Restmagnetisierung und maximales magnetisches Energieprodukt. Je höher der Wert, desto stärker ist das Magnetfeld und desto besser kann der Magnet seine magnetischen Eigenschaften beibehalten.
Entmagnetisierungswiderstand: Der Hauptparameter ist die intrinsische Koerzitivkraft. Je höher der Wert, desto stärker ist der Entmagnetisierungswiderstand und desto höher ist der Wirkungsgrad.
Temperaturbeständigkeit:Die Hauptparameter sind intrinsische Koerzitivfeldstärke, maximale Betriebstemperatur und Curie-Temperatur. Je höher der Wert, desto besser ist die Temperaturbeständigkeit und desto stabiler ist die Leistung des magnetischen Materials.
Ⅱ. Klassifizierung magnetischer Materialien und ihre Anwendung in Fahrzeugen mit neuer Energie
Magnetische Materialien werden nach Funktion unterteilt und können in drei Kategorien unterteilt werden: permanentmagnetische Materialien, weichmagnetische Materialien und funktionelle magnetische Materialien. Die häufigsten Anwendungen in Fahrzeugen mit neuer Energie sind derzeit Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnete und Ferrit-Permanentmagnete unter den Permanentmagnetmaterialien sowie Siliziumstahl, weichmagnetische Metallpulverkerne und Ferrit-Weichmagnete unter den weichmagnetischen Materialien.
Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnetmaterial (Nd-Fe-B) mit Nd2Fe14B als Hauptbestandteil weist die Eigenschaften einer hohen Remanenz und einer hohen Koerzitivfeldstärke auf. Jedes neue Energiefahrzeug benötigt etwa 2,5 kg NdFeB-Permanentmagnetmaterialien, die hauptsächlich für Antriebsmotoren, ABS, EPS und andere Komponenten verwendet werden. Das Material weist eine hervorragende Leistung auf und kann die Energieeffizienz des Motors erheblich verbessern und Energieverluste reduzieren. Darüber hinaus sind Autolautsprecher und verschiedene Sensoren auch Szenarien, in denen Eisen-Eisen-Bor-Permanentmagnetmaterialien in Fahrzeugen mit neuer Energie verwendet werden.
Ferritische Permanentmagnetmaterialien werden durch Keramiktechnologie aus SrO oder BaO und Fe2O3 als Rohstoffen hergestellt. Obwohl Ferrit-Permanentmagnetmaterialien im Vergleich zu Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien keinen Leistungsvorteil haben, werden sie aufgrund ihrer reichlich vorhandenen Rohstoffe, ihres niedrigen Preises, ihres einfachen Herstellungsprozesses, ihrer hervorragenden Oxidationsbeständigkeit und ihrer großen Restmagnetisierung dennoch in vielen Bereichen eingesetzt . ist das Material der Wahl. In New-Energy-Fahrzeugen wird es hauptsächlich in Antriebsmotoren, Umrichtern, Ladesäulen und anderen Komponenten eingesetzt.
Weichmagnetisches Material – Siliziumstahl
Siliziumstahl ist eine Eisen-Silizium-Legierung, die durch Zugabe einer kleinen Menge Silizium (im Allgemeinen weniger als 4,5 %) zu reinem Eisen entsteht. Es verfügt über hervorragende elektromagnetische Eigenschaften wie eine hohe magnetische Permeabilität, einen geringen Hystereseverlust und einen geringen Eisenverlust. In Fahrzeugen mit neuer Energie ist Siliziumstahl eines der wichtigen Materialien des Motors, der den Eisenverlust und den Hystereseverlust des Motors wirksam reduzieren und den Wirkungsgrad und die Leistung des Motors verbessern kann. Neben Motoren kann Siliziumstahl auch in Ladesäulen, Batteriemanagementsystemen, Karosseriestrukturteilen usw. von Fahrzeugen mit neuer Energie eingesetzt werden.
Weichmagnetische Materialien – weichmagnetischer Pulverkern aus Metall
Der weichmagnetische Metallpulverkern ist ein weichmagnetisches Material, das durch Magnetpulver gepresst und mit einem Isoliermedium beschichtet ist. Es vereint die Vorteile weichmagnetischer Metallmaterialien und weichmagnetischer Ferrite. Da sein Pulver aus ferromagnetischen Partikeln besteht, ist die Intensität der magnetischen Sättigungsinduktion hoch. Gleichzeitig ist aufgrund der Isolierschicht auch ihr spezifischer Widerstand hoch. Es wird hauptsächlich in drei Anwendungsbereichen eingesetzt: Ladesäulen, fahrzeugmontierte AC/DC-Ladegeräte und fahrzeugmontierte DC/DC-Wandler im Bereich der neuen Energiefahrzeuge. Insbesondere im Trend der 800-V-Hochspannungsplattform wird der weichmagnetische Metallpulverkern stärker profitieren, und es wird erwartet, dass die Nutzung von Fahrrädern von derzeit etwa 0,7 kg auf 2,7 kg ansteigt.
Weichmagnetisches Material-Ferrit
Weichferrit ist ein ferrimagnetisches Oxid, das hauptsächlich aus Fe2O3 besteht und pulvermetallurgisch hergestellt wird. Es gibt verschiedene Typen wie Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn usw., von denen Mn-Zn-Ferrit die größte Produktion und Verwendung aufweist. Als elektronisches Funktionsmaterial mit hervorragenden elektrischen Hochfrequenzeigenschaften, relativ geringen Kosten und einfacher Verarbeitung zu Produkten unterschiedlicher Formen und Größen wird Weichferrit häufig in OBC-Geräten für neue Energiefahrzeuge, Ladegeräten für Elektrofahrzeuge und der Stromumwandlung von HEV-Stromversorgungssystemen verwendet. DC-DC-Wandler, Batteriemanagementsysteme, Stromverteilungseinheiten usw.
Ⅲ. Anwendungsaussichten magnetischer Materialien in Fahrzeugen mit neuer Energie
Die Industrialisierung magnetischer Materialien nahm in China Mitte bis Ende der 1980er Jahre Gestalt an. Vor allem aufgrund der Beliebtheit elektronischer Produkte wie Tonbandgeräte und Fernseher ist die Nachfrage nach magnetischen Materialien für Audiolautsprecher rasant gestiegen.
Heute hat die boomende Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie einen enormen Entwicklungsspielraum für magnetische Materialien geschaffen. Nach Angaben des chinesischen Verbandes der Automobilhersteller werden die Produktion und der Verkauf neuer Energiefahrzeuge in meinem Land im ersten Quartal 2023 1,65 Millionen bzw. 1,586 Millionen erreichen, was einem Anstieg von 27,7 % bzw. 26,2 % gegenüber dem Vorjahr entspricht, bei einem Marktanteil von 26,1 %. Die Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie meines Landes ist in eine neue Phase der schnellen Größenentwicklung eingetreten. Unabhängig vom künftigen Downstream-Anteil oder der Wachstumsrate wichtiger magnetischer Materialien ist die Entwicklung des Bereichs der neuen Energiefahrzeuge von großer Bedeutung und hat weitreichenden Einfluss.
Als grundlegendes Kernmaterial wichtiger elektronischer Komponenten werden magnetische Materialien häufig in allen Aspekten von Antriebsmotoren für neue Energiefahrzeuge, Ladesäulen, Batteriemanagementsystemen, AC/DC-Ladegeräten, DC/DC-Wandlern und anderen Komponenten verwendet. Angeregt durch die Nachfrage nimmt die Zahl der inländischen Unternehmen, die sich mit der Produktion und Herstellung magnetischer Materialien befassen, weiter zu, und mittlerweile ist eine vollständige Palette von Produktsystemen für magnetische Materialien entstanden. Als Unterabteilung der magnetischen Materialien für neue Energiefahrzeuge ist der Marktwettbewerb ebenfalls hart. Zu den Unternehmen mit größeren Wettbewerbsvorteilen zählen vor allem 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 usw.