Les matériaux magnétiques sont des matériaux ordonnés magnétiquement qui possèdent des propriétés ferromagnétiques ou ferrimagnétiques et ont une valeur d'application pratique. Une différence fondamentale entre eux et les autres matériaux est qu’ils sont sensibles aux champs magnétiques externes. Les matériaux magnétiques au sens large comprennent également les matériaux antiferromagnétiques et d'autres matériaux faiblement magnétiques qui ont une valeur d'application pratique ou possible.

Ces dernières années, la demande globale pour l'industrie des matériaux magnétiques a augmenté régulièrement et le développement rapide de domaines d'application en aval tels que le stockage optique, l'énergie éolienne, les véhicules à énergie nouvelle, les robots, l'automatisation industrielle et la recharge sans fil a ouvert des opportunités de développement au secteur. industrie des matériaux magnétiques.

Ⅰ. Métriques pour mesurer les performances des matériaux magnétiques

Les propriétés magnétiques des matériaux magnétiques sont mesurées comme suit :

La stabilité: Les principaux paramètres sont l'aimantation résiduelle et le produit d'énergie magnétique maximal. Plus la valeur est élevée, plus le champ magnétique est fort et mieux l'aimant peut conserver ses propriétés magnétiques.

Résistance à la démagnétisation: Le paramètre principal est la force coercitive intrinsèque. Plus la valeur est élevée, plus la résistance à la démagnétisation est forte et plus la valeur d'efficacité est élevée.

Résistance à la température:Les principaux paramètres sont la coercitivité intrinsèque, la température maximale de fonctionnement et la température de Curie. Plus la valeur est élevée, meilleure est la résistance à la température et plus les performances du matériau magnétique sont stables.

Ⅱ. Classification des matériaux magnétiques et leur application dans les véhicules à énergies nouvelles

Les matériaux magnétiques sont divisés par fonction et peuvent être divisés en trois catégories : matériaux magnétiques permanents, matériaux magnétiques doux et matériaux magnétiques fonctionnels. À l'heure actuelle, les applications les plus courantes dans les véhicules à énergie nouvelle sont les aimants permanents en néodyme fer bore et les aimants permanents en ferrite parmi les matériaux à aimants permanents, ainsi que l'acier au silicium, les noyaux de poudre magnétique douce en métal, les aimants doux en ferrite parmi les matériaux magnétiques doux.

• Matériau à aimant permanent-NdFeB

Le matériau à aimant permanent néodyme fer bore (Nd-Fe-B) avec Nd2Fe14B comme composant principal présente les caractéristiques d'une rémanence élevée et d'une force coercitive élevée. Chaque véhicule à nouvelle énergie nécessite environ 2,5 kg de matériaux à aimants permanents NdFeB, qui sont principalement utilisés pour les moteurs d'entraînement, l'ABS, l'EPS et d'autres composants. Le matériau a d'excellentes performances et peut considérablement améliorer l'efficacité énergétique du moteur et réduire les pertes d'énergie. De plus, les haut-parleurs des voitures et divers capteurs sont également des scénarios dans lesquels des matériaux à aimants permanents fer-fer-bore sont utilisés dans les véhicules à énergie nouvelle.

• Matériau à aimant permanent-ferrite

Les matériaux à aimants permanents en ferrite sont constitués de SrO ou BaO et Fe2O3 comme matières premières grâce à la technologie céramique. Par rapport aux matériaux à aimants permanents de terres rares, bien que les matériaux à aimants permanents en ferrite n'aient pas d'avantage en termes de performances, ils sont toujours utilisés dans de nombreux domaines en raison de leurs matières premières abondantes, de leur faible prix, de leur processus de préparation simple, de leur excellente résistance à l'oxydation et de leur grande magnétisation résiduelle. . est le matériau de choix. Dans les véhicules à énergie nouvelle, il est principalement utilisé dans les moteurs d’entraînement, les convertisseurs, les bornes de recharge et d’autres composants.

• Matériau magnétique doux-acier au silicium

L'acier au silicium est un alliage fer-silicium formé en ajoutant une petite quantité de silicium (généralement moins de 4,5 %) au fer pur. Il possède d'excellentes propriétés électromagnétiques telles qu'une perméabilité magnétique élevée, une faible perte par hystérésis et une faible perte en fer. Dans les véhicules à énergie nouvelle, l'acier au silicium est l'un des matériaux importants du moteur, qui peut réduire efficacement la perte de fer et la perte par hystérésis du moteur et améliorer l'efficacité et les performances du moteur. Outre les moteurs, l'acier au silicium peut également être utilisé dans les piles de chargement, les systèmes de gestion de batterie, les pièces structurelles de la carrosserie, etc. des véhicules à énergies nouvelles.

• Matériaux magnétiques doux-noyau de poudre magnétique souple en métal

Le noyau de poudre magnétique douce en métal est un matériau magnétique doux pressé par une poudre magnétique recouverte d'un milieu isolant. Il combine les avantages des matériaux métalliques magnétiques doux et de la ferrite magnétique douce. Sa poudre étant constituée de particules ferromagnétiques, l’intensité de l’induction magnétique à saturation est élevée. Dans le même temps, du fait de la présence de la couche isolante, sa résistivité est également élevée. Il est principalement utilisé dans trois domaines d'application : les piles de recharge, les chargeurs AC/DC montés sur véhicule et les convertisseurs DC/DC montés sur véhicule dans le secteur des véhicules à énergies nouvelles. Surtout dans le cadre de la tendance de la plate-forme haute tension 800 V, le noyau de poudre magnétique douce en métal en bénéficiera davantage, et l'utilisation des vélos devrait augmenter d'environ 0,7 kg à 2,7 kg actuellement.

• Matériau magnétique doux-ferrite

La ferrite molle est un oxyde ferrimagnétique principalement composé de Fe2O3, produit par des méthodes de métallurgie des poudres. Il existe plusieurs types tels que Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn, etc., parmi lesquels la ferrite Mn-Zn a la plus grande production et utilisation. En tant que matériau fonctionnel électronique doté d'excellentes propriétés électriques haute fréquence, d'un coût relativement faible et d'une transformation facile en produits de différentes formes et tailles, la ferrite douce est largement utilisée dans les équipements OBC des véhicules à énergie nouvelle, les équipements de charge EV, la conversion de puissance du système d'alimentation HEV, Convertisseurs DC-DC, systèmes de gestion de batterie, unités de distribution d'énergie, etc.

Ⅲ. Perspectives d'application des matériaux magnétiques dans les véhicules à énergies nouvelles

L’industrialisation des matériaux magnétiques en Chine a commencé à prendre forme entre le milieu et la fin des années 1980. Principalement en raison de la popularité des produits électroniques tels que les magnétophones et les téléviseurs, la demande de matériaux magnétiques utilisés dans les haut-parleurs audio a augmenté rapidement.

Aujourd’hui, le développement fulgurant des véhicules à énergie nouvelle a ouvert un immense espace de développement aux matériaux magnétiques. Selon les données de l'Association chinoise des constructeurs automobiles, la production et les ventes de véhicules à énergies nouvelles en Chine au premier trimestre 2023 atteindront respectivement 1,65 million et 1,586 million, soit une augmentation d'une année sur l'autre de 27,7 % et 26,2 % respectivement, avec une part de marché de 26,1%. Le développement de l'industrie chinoise des véhicules à énergie nouvelle est entré dans une nouvelle étape de développement rapide à grande échelle. Indépendamment de la part future en aval ou du taux de croissance des matériaux magnétiques clés, le développement du domaine des véhicules à énergie nouvelle est d'une grande importance et a une influence considérable.

En tant que matériau de base des composants électroniques clés, les matériaux magnétiques sont largement utilisés dans tous les aspects des moteurs d'entraînement des véhicules à énergie nouvelle, des piles de chargement, des systèmes de gestion de batterie, des chargeurs AC/DC, des convertisseurs DC/DC et d'autres composants. Stimulé par la demande, le nombre d'entreprises nationales engagées dans la production et la fabrication de matériaux magnétiques continue d'augmenter et une gamme complète de systèmes de produits en matériaux magnétiques a désormais été constituée. En tant que subdivision des matériaux magnétiques pour véhicules à énergie nouvelle, la concurrence sur le marché est également féroce. Parmi elles, les entreprises présentant de plus grands avantages concurrentiels comprennent principalement 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.