Materiały magnetyczne to materiały uporządkowane magnetycznie, które mają właściwości ferromagnetyczne lub ferrimagnetyczne i mają praktyczną wartość aplikacyjną. Zasadnicza różnica między nimi a innymi materiałami polega na tym, że są wrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne. Szeroko definiowane materiały magnetyczne obejmują także materiały antyferromagnetyczne i inne materiały słabo magnetyczne, które mają praktyczną lub możliwą wartość aplikacyjną.

W ostatnich latach ogólny popyt na przemysł materiałów magnetycznych stale rośnie, a szybki rozwój dalszych dziedzin zastosowań, takich jak magazynowanie optyczne, energia wiatrowa, pojazdy wykorzystujące nową energię, roboty, automatyka przemysłowa i ładowanie bezprzewodowe, stworzył możliwości rozwoju dla branży przemysł materiałów magnetycznych.

Ⅰ. Metryki pomiaru właściwości materiałów magnetycznych

Właściwości magnetyczne materiałów magnetycznych mierzy się w następujący sposób:

Stabilność: Głównymi parametrami są namagnesowanie resztkowe i produkt maksymalnej energii magnetycznej. Im wyższa wartość, tym silniejsze pole magnetyczne i tym lepiej magnes może utrzymać swoje właściwości magnetyczne.

Odporność na rozmagnesowanie: Głównym parametrem jest wewnętrzna siła przymusu. Im wyższa wartość, tym większa odporność na rozmagnesowanie i wyższa wartość sprawności.

Odporność na temperaturę:Głównymi parametrami są koercja wewnętrzna, maksymalna temperatura robocza i temperatura Curie. Im wyższa wartość, tym lepsza odporność na temperaturę i stabilniejsze działanie materiału magnetycznego.

Ⅱ. Klasyfikacja materiałów magnetycznych i ich zastosowanie w pojazdach nowych źródeł energii

Materiały magnetyczne są podzielone według funkcji i można je podzielić na trzy kategorie: materiały magnetyczne trwałe, materiały magnetyczne miękkie i materiały magnetyczne funkcjonalne. Obecnie najpowszechniejszymi zastosowaniami w pojazdach nowej energii są magnesy trwałe neodymowo-żelazowo-borowe i ferrytowe magnesy trwałe wśród materiałów z magnesami trwałymi oraz stal krzemowa, metalowe rdzenie z miękkiego proszku magnetycznego i miękkie magnesy ferrytowe wśród miękkich materiałów magnetycznych.

• Materiał magnesu trwałego - NdFeB

Neodymowo-żelazowo-borowy (Nd-Fe-B) materiał z magnesami trwałymi, w którym głównym składnikiem jest Nd2Fe14B, charakteryzuje się wysoką remanencją i dużą siłą koercyjną. Każdy nowy pojazd energetyczny wymaga około 2,5 kg materiałów z magnesami trwałymi NdFeB, które są wykorzystywane głównie w silnikach napędowych, ABS, EPS i innych komponentach. Materiał ma doskonałą wydajność i może znacznie poprawić efektywność energetyczną silnika i zmniejszyć straty energii. Ponadto głośniki samochodowe i różne czujniki to także scenariusze, w których w nowych pojazdach energetycznych wykorzystuje się materiały z magnesami trwałymi żelazo-żelazo-bor.

• Materiał magnesu trwałego – ferryt

Ferrytowe materiały z magnesami trwałymi są wytwarzane z SrO lub BaO i Fe2O3 jako surowców w technologii ceramicznej. W porównaniu z materiałami z magnesami trwałymi ziem rzadkich, chociaż ferrytowe materiały z magnesami trwałymi nie mają przewagi pod względem wydajności, są nadal stosowane w wielu dziedzinach ze względu na obfite surowce, niską cenę, prosty proces przygotowania, doskonałą odporność na utlenianie i duże namagnesowanie resztkowe . jest materiałem z wyboru. W nowych pojazdach energetycznych stosowany jest głównie w silnikach napędowych, przetwornicach, stosach ładujących i innych komponentach.

• Miękki materiał magnetyczny – stal krzemowa

Stal krzemowa to stop żelazo-krzem powstały w wyniku dodania niewielkiej ilości krzemu (zwykle poniżej 4,5%) do czystego żelaza. Ma doskonałe właściwości elektromagnetyczne, takie jak wysoka przenikalność magnetyczna, niska utrata histerezy i niska utrata żelaza. W nowych pojazdach energetycznych stal krzemowa jest jednym z ważnych materiałów silnika, który może skutecznie zmniejszyć utratę żelaza i utratę histerezy silnika oraz poprawić wydajność i wydajność silnika. Oprócz silników stal krzemową można również stosować w stosach ładowania, systemach zarządzania akumulatorami, elementach konstrukcyjnych nadwozia itp. pojazdów nowych źródeł energii.

• Miękkie materiały magnetyczne - metalowy rdzeń z miękkiego proszku magnetycznego

Metalowy rdzeń z miękkiego proszku magnetycznego to miękki materiał magnetyczny prasowany proszkiem magnetycznym pokrytym środkiem izolacyjnym. Łączy w sobie zalety metalowych miękkich materiałów magnetycznych i miękkiego ferrytu magnetycznego. Ponieważ jego proszek składa się z cząstek ferromagnetycznych, intensywność indukcji magnetycznej nasycenia jest wysoka. Jednocześnie, ze względu na obecność warstwy izolacyjnej, jej rezystywność jest również wysoka. Stosowany jest głównie w trzech obszarach zastosowań: stosy ładowania, ładowarki AC/DC montowane w pojazdach oraz konwertery DC/DC montowane w pojazdach w sektorze pojazdów nowej energii. Zwłaszcza w obliczu trendu platformy wysokiego napięcia 800 V, metalowy rdzeń z miękkiego proszku magnetycznego odniesie większe korzyści, a oczekuje się, że wykorzystanie rowerów wzrośnie z obecnych około 0,7 kg do 2,7 kg.

• Miękki materiał magnetyczny – ferryt

Miękki ferryt to tlenek ferrimagnetyczny składający się głównie z Fe2O3, wytwarzany metodami metalurgii proszków. Istnieje kilka typów, takich jak Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn itp., spośród których ferryt Mn-Zn ma największą wydajność i zastosowanie. Jako elektroniczny materiał funkcjonalny o doskonałych właściwościach elektrycznych wysokiej częstotliwości, stosunkowo niskim koszcie i łatwym przetwarzaniu na produkty o różnych kształtach i rozmiarach, miękki ferryt jest szeroko stosowany w sprzęcie OBC nowych pojazdów energetycznych, sprzęcie do ładowania pojazdów elektrycznych, konwersji mocy systemu zasilania HEV, Przetwornice DC-DC, systemy zarządzania akumulatorami, jednostki dystrybucji energii itp.

Ⅲ. Perspektywy zastosowań materiałów magnetycznych w nowych pojazdach energetycznych

Uprzemysłowienie materiałów magnetycznych w Chinach zaczęło nabierać kształtu od połowy do końca lat 80-tych. Głównie ze względu na popularność produktów elektronicznych, takich jak magnetofony i telewizory, zapotrzebowanie na materiały magnetyczne stosowane w głośnikach audio gwałtownie wzrosło.

Obecnie dynamiczny rozwój nowych pojazdów energetycznych zapewnił ogromną przestrzeń rozwojową materiałom magnetycznym. Według danych Chińskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów produkcja i sprzedaż nowych pojazdów napędzanych energią elektryczną w moim kraju w pierwszym kwartale 2023 r. wyniesie odpowiednio 1,65 mln i 1,586 mln, co oznacza wzrost rok do roku odpowiednio o 27,7% i 26,2%, przy udziale w rynku wynoszący 26,1%. Rozwój nowego przemysłu pojazdów energetycznych w moim kraju wkroczył w nowy etap szybkiego rozwoju skali. Niezależnie od przyszłego udziału w dalszych etapach łańcucha dostaw lub tempa wzrostu kluczowych materiałów magnetycznych, rozwój nowej dziedziny pojazdów energetycznych ma ogromne znaczenie i dalekosiężny wpływ.

Jako podstawowy materiał rdzenia kluczowych elementów elektronicznych, materiały magnetyczne są szeroko stosowane we wszystkich aspektach silników napędowych pojazdów nowej generacji, stosów ładowania, systemów zarządzania akumulatorami, ładowarek AC/DC, przetwornic DC/DC i innych komponentów. Pod wpływem popytu liczba krajowych przedsiębiorstw zajmujących się produkcją i wytwarzaniem materiałów magnetycznych stale rośnie i obecnie powstała pełna gama systemów produktów z materiałów magnetycznych. Ponieważ jest to dział nowych materiałów magnetycznych do pojazdów energetycznych, konkurencja na rynku jest również zacięta. Wśród nich do firm o większej przewadze konkurencyjnej należą głównie 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 itp.