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磁性材料专题报告--第1页
磁性材料专题报告
一、新能源汽车是磁材的关键下游
新能源汽车的蓬勃发展给磁性材料带来巨大的发展空间。中国新能
源汽车销量从2016年的的50.7万辆提高到2021年的352.1万辆,年
均增长率达到47.34%,2022年1-9月实现销量387.7万辆,已超过去
年全年销售量,9月新能源车零售渗透率首次突破30%,中国新能源汽
车产业发展已进入规模化快速发展的新阶段。无论从关键磁材未来的
下游占比还是增长率来看,新能源汽车领域的发展都举足轻重,影响
深远。磁性材料作为关键电子元器件的基础核心材料,大量应用到了
汽车电机、车体、车身底盘和信息部件的各个方面,在汽车工业的发
展中扮演越来越重要的角色。据统计,汽车部件通常有2万左右,其
中磁性部件多达数千个。
电动化尚未止步,智能化犹有可为。新能源汽车上半场主要围绕电
动化进行,我们认为电动化更多的是围绕市场需求提高性价比,降本
增效展开,磁材作为电动化不可或缺的一部分肩负着提高能效,降低
成本的重任。一方面,企业需要改进现有磁材的性能或是研发新一代
磁材,提高饱和磁通密度、矫顽力、电阻率等关键指标,从而提高汽
车能量的利用率,避免过多的能量损耗,另一方面,磁材制作的电感、
电子变压器都是定制性,需要与客户沟通,从材料、工艺、机械生产
化等方面探索降低成本的可能性。按照新能源汽车补贴相关政策,
2022年12月31日补贴将终止,如何降低补贴退坡带来的汽车成本压
力等已成为新能源汽车厂商亟需解决的难题。智能化方面,主要以电
动化为基础,需要全车各关键设备能够根据车载处理器要求自行工作,
微特电机等需求进一步增加,车联网趋势下,对图像和信息采集、数
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据传输,数据即时处理等方面的要求会越来越高,因此对磁性器件数
量和性能的要求也在提高。
二、磁材的分类与性能
磁性材料按功能划分,可分为永磁材料、软磁材料和功能性磁材。
衡量磁性材料性能的指标主要包括三大系列:稳定性、抗退磁性、抗
温性。永磁又称硬磁,指磁性材料在经过外加磁场磁化后不易退磁的
磁材,软磁是经过外加磁场磁化后容易退磁的磁材。硬磁和软磁的区
别主要在于矫顽力不同,矫顽力较低的软磁易于磁化和退磁,较高的
硬磁一经磁化很难退磁。
新能源汽车当中应用较多的磁性材料主要是永磁中钕铁硼永磁、铁
氧体永磁和软磁中的硅钢、金属磁粉芯、铁氧体软磁。永磁中钕铁硼
永磁在剩余磁感应强度、内禀矫顽力、最大磁能积均优于其他两类磁
体。剩余磁感应强度较大说明电机的力矩大、负载转速高、空载和负
载电流小;内禀矫顽力较大,电机在不同环境下较为稳定,工作表现
稳定可靠;最大磁能积较大说明产生磁场强度所需要的材料体积越小。
虽然钕铁硼的居里温度较小,在高温下工作表现不佳,但其他三项性
能均较优,是当之无愧的“磁王”。有研究表明,通过增加Dy(镝)
能明显改善钕铁硼磁体的耐高温性能。
软磁中硅钢片和非晶为竞争关系,传统硅钢片在高频下磁导率变小,
铁损较大,非晶合金的磁导率则几乎不改变,因此在高频电机如驱动
电机和发电机,非晶合金有一定优势,但缺点是薄、脆、硬,成型后
冲压加工困难,成本较高,高频下振动噪声大,因此需要开发新的拓
扑结构和制造工艺。二者更适合中低频场景。铁氧体和合金软磁粉芯
相互补充又有所竞争,铁氧体饱和磁感应强度低于合金软磁粉芯,在
大功率电流下表现不佳,但磁导率低、电阻率高,有利于降低损耗及
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