5 tipos de materiales magnéticos comúnmente utilizados en vehículos de nuevas energías
2023-09-11 13:56Los materiales magnéticos son materiales ordenados magnéticamente que tienen propiedades ferromagnéticas o ferrimagnéticas y tienen valor de aplicación práctica. Una diferencia fundamental entre ellos y otros materiales es que son sensibles a los campos magnéticos externos. Los materiales magnéticos ampliamente definidos también incluyen materiales antiferromagnéticos y otros materiales débilmente magnéticos que tienen un valor de aplicación práctico o posible.
En los últimos años, la demanda general de la industria de materiales magnéticos ha aumentado de manera constante y el rápido desarrollo de campos de aplicaciones posteriores, como el almacenamiento óptico, la energía eólica, los vehículos de nueva energía, los robots, la automatización industrial y la carga inalámbrica, ha brindado oportunidades de desarrollo al sector. Industria de materiales magnéticos.
Ⅰ. Métricas para medir el rendimiento de materiales magnéticos.
Las propiedades magnéticas de los materiales magnéticos se miden de la siguiente manera:
Estabilidad: Los principales parámetros son la magnetización residual y el producto de energía magnética máxima. Cuanto mayor sea el valor, más fuerte será el campo magnético y mejor podrá el imán mantener sus propiedades magnéticas.
Resistencia a la desmagnetización: El parámetro principal es la fuerza coercitiva intrínseca. Cuanto mayor sea el valor, mayor será la resistencia a la desmagnetización y mayor será el valor de eficiencia.
Resistencia a la temperatura:Los principales parámetros son la coercitividad intrínseca, la temperatura máxima de funcionamiento y la temperatura de Curie. Cuanto mayor sea el valor, mejor será la resistencia a la temperatura y más estable será el rendimiento del material magnético.
Ⅱ. Clasificación de materiales magnéticos y su aplicación en vehículos de nuevas energías.
Los materiales magnéticos se dividen por función y se pueden dividir en tres categorías: materiales magnéticos permanentes, materiales magnéticos blandos y materiales magnéticos funcionales. En la actualidad, las aplicaciones más comunes en vehículos de nueva energía son los imanes permanentes de neodimio, hierro y boro y los imanes permanentes de ferrita entre los materiales magnéticos permanentes, y el acero al silicio, los núcleos metálicos de polvo magnético blando y los imanes blandos de ferrita entre los materiales magnéticos blandos.
El material magnético permanente de neodimio, hierro y boro (Nd-Fe-B) con Nd2Fe14B como componente principal tiene las características de alta remanencia y alta fuerza coercitiva. Cada vehículo de nueva energía requiere aproximadamente 2,5 kg de materiales de imán permanente NdFeB, que se utilizan principalmente para motores de accionamiento, ABS, EPS y otros componentes. El material tiene un rendimiento excelente y puede mejorar en gran medida la eficiencia energética del motor y reducir la pérdida de energía. Además, los altavoces de los automóviles y varios sensores también son escenarios donde se utilizan materiales magnéticos permanentes de hierro-hierro-boro en vehículos de nueva energía.
Los materiales de imán permanente de ferrita están hechos de SrO o BaO y Fe2O3 como materias primas mediante tecnología cerámica. En comparación con los materiales magnéticos permanentes de tierras raras, aunque los materiales magnéticos permanentes de ferrita no tienen una ventaja en el rendimiento, todavía se utilizan en muchos campos debido a sus abundantes materias primas, bajo precio, proceso de preparación simple, excelente resistencia a la oxidación y gran magnetización residual. . es el material de elección. En vehículos de nueva energía, se utiliza principalmente en motores de accionamiento, convertidores, pilas de carga y otros componentes.
Material magnético suave: acero al silicio.
El acero al silicio es una aleación de hierro y silicio que se forma añadiendo una pequeña cantidad de silicio (generalmente menos del 4,5%) al hierro puro. Tiene excelentes propiedades electromagnéticas, como alta permeabilidad magnética, baja pérdida por histéresis y baja pérdida de hierro. En los vehículos de nueva energía, el acero al silicio es uno de los materiales importantes del motor, que puede reducir eficazmente la pérdida de hierro y la pérdida por histéresis del motor y mejorar la eficiencia y el rendimiento del motor. Además de en motores, el acero al silicio también se puede utilizar en pilas de carga, sistemas de gestión de baterías, piezas estructurales de carrocerías, etc. de vehículos de nueva energía.
Materiales magnéticos blandos: núcleo de polvo magnético blando de metal.
El núcleo de polvo magnético blando de metal es un material magnético blando prensado con polvo magnético recubierto con un medio aislante. Combina las ventajas de los materiales magnéticos blandos metálicos y la ferrita magnética blanda. Dado que su polvo está hecho de partículas ferromagnéticas, la intensidad de la inducción magnética de saturación es alta. Al mismo tiempo, debido a la presencia de la capa aislante, su resistividad también es alta. Se utiliza principalmente en tres áreas de aplicación: pilas de carga, cargadores CA/CC montados en vehículos y convertidores CC/CC montados en vehículos en el sector de vehículos de nueva energía. Especialmente bajo la tendencia de la plataforma de alto voltaje de 800 V, el núcleo de polvo magnético blando de metal se beneficiará más, y se espera que el uso de bicicletas aumente de los actuales 0,7 kg a 2,7 kg.
Material magnético blando: ferrita.
La ferrita blanda es un óxido ferrimagnético compuesto principalmente de Fe2O3, que se produce mediante métodos de pulvimetalurgia. Hay varios tipos, como Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn, etc., entre los cuales la ferrita de Mn-Zn tiene la mayor producción y uso. Como material electrónico funcional con excelentes propiedades eléctricas de alta frecuencia, costo relativamente bajo y fácil procesamiento en productos de diferentes formas y tamaños, la ferrita blanda se usa ampliamente en equipos OBC de vehículos de nueva energía, equipos de carga de vehículos eléctricos, conversión de energía de sistemas de energía HEV, Convertidores DC-DC, sistemas de gestión de baterías, unidades de distribución de energía, etc.
Ⅲ. Perspectivas de aplicación de materiales magnéticos en vehículos de nuevas energías.
La industrialización de los materiales magnéticos en China comenzó a tomar forma entre mediados y finales de los años 1980. Principalmente debido a la popularidad de productos electrónicos como grabadoras y televisores, la demanda de materiales magnéticos utilizados en altavoces de audio ha aumentado rápidamente.
Hoy en día, el floreciente desarrollo de vehículos de nueva energía ha brindado un enorme espacio de desarrollo a los materiales magnéticos. Según datos de la Asociación de Fabricantes de Automóviles de China, la producción y ventas de vehículos de nueva energía de mi país en el primer trimestre de 2023 alcanzarán 1,65 millones y 1,586 millones respectivamente, un aumento interanual del 27,7% y 26,2% respectivamente, con una cuota de mercado. del 26,1%. El desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía de mi país ha entrado en una nueva etapa de rápido desarrollo de escala. Independientemente de la participación futura o la tasa de crecimiento de los materiales magnéticos clave, el desarrollo del campo de vehículos de nueva energía es de gran importancia y tiene una influencia de gran alcance.
Como material central básico de componentes electrónicos clave, los materiales magnéticos se utilizan ampliamente en todos los aspectos de motores de propulsión de vehículos de nueva energía, pilas de carga, sistemas de gestión de baterías, cargadores CA/CC, convertidores CC/CC y otros componentes. Estimulado por la demanda, el número de empresas nacionales dedicadas a la producción y fabricación de materiales magnéticos continúa aumentando y ahora se ha formado una gama completa de sistemas de productos de materiales magnéticos. Como subdivisión de materiales magnéticos para vehículos de nueva energía, la competencia en el mercado también es feroz. Entre ellas, las empresas con mayores ventajas competitivas incluyen 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.