新能源汽車的發(fā)展對(duì)非晶磁性材料和器件帶來(lái)挑戰(zhàn)和機(jī)遇
隨著汽車行業(yè)向新能源、智能化方向發(fā)展,與傳統(tǒng)機(jī)械式為主導(dǎo)的驅(qū)動(dòng)方式相比,電驅(qū)動(dòng)成為新能源汽車的主要驅(qū)動(dòng)方式,因此新能源汽車發(fā)展的挑戰(zhàn)在于“三電系統(tǒng)”,即電池、電驅(qū)動(dòng)和電控。在三電系統(tǒng)中,涉及大量的磁性材料和器件,例如:電池管理系統(tǒng)中對(duì)電池的監(jiān)控、測(cè)量和保護(hù),磁性材料直接影響監(jiān)控和測(cè)量精度;電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)和逆變器,磁性材料的性能直接決定新能源汽車的性能和效率;電控系統(tǒng)中涉及濾波、儲(chǔ)能、變壓、測(cè)量等多種功能要求的磁性材料和器件,磁性材料的動(dòng)態(tài)性能至關(guān)重要。
新能源汽車的發(fā)展對(duì)磁性材料和器件提出了更高的要求和挑戰(zhàn),同時(shí)也為磁性材料和器件的發(fā)展提供了發(fā)展的機(jī)遇。新能源汽車的差異化在于電能利用效率的比拼,為提高電能的轉(zhuǎn)換和利用效率,一方面要提高電機(jī)的性能,實(shí)現(xiàn)高能量密度、高頻化和低損耗,對(duì)材料的要求是高飽和磁感和高頻下低損耗。另一方面在電路設(shè)計(jì)中采用高頻化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高效、小型化的設(shè)計(jì)目標(biāo),在電路中磁性器件的主要作用是實(shí)現(xiàn)濾波、儲(chǔ)能、變壓、測(cè)量和抗干擾等功能,對(duì)磁性材料的要求是寬頻特性好,以滿足電驅(qū)動(dòng)高低頻需求;損耗低,以延長(zhǎng)續(xù)航里程;高居里溫度,以提高溫度穩(wěn)定性;共模高阻抗特性,以滿足高頻化智能化的EMC苛刻需求。
非晶和納米晶合金是電動(dòng)汽車目前最為理想的軟磁材料
非晶和納米晶材料由于其特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的綜合軟磁性能,主要用途是制造各類中高頻變壓器、高性能電感和濾波器、高精度電磁測(cè)量和傳感器、以及高性能電磁屏蔽和吸波材料等。電動(dòng)汽車的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)以及充電系統(tǒng)用到大量的磁性器件,非晶和納米晶合金是目前最為理想的軟磁材料。這些軟磁材料能夠?yàn)樾履茉雌囂峁╇娍貑卧母哳l濾波電感、電抗器和PFC等產(chǎn)品,以及為充電系統(tǒng)提供EMC整體解決方案,非晶材料制造的節(jié)能高效的非晶電機(jī),特別適用于新能源汽車使用,具有小電流啟動(dòng)輸出大扭矩、高速下扭矩不衰減和高速節(jié)能等突出優(yōu)勢(shì)。
另外,非晶、納米晶廣泛應(yīng)用于輸配電、電力電氣、工業(yè)電源、新能源、消費(fèi)電子、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域。
發(fā)展趨勢(shì)是分別制造超寬超厚非晶帶材和超寬超薄納米晶帶材
非晶和納米晶合金采用先進(jìn)的快速凝固技術(shù),由熔融鋼水一步制成厚度為20-30微米的薄帶,代表冶金工藝的最短流程。由于非晶和納米晶合金具有獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)、高效的制備工藝、優(yōu)異的材料性能,充分體現(xiàn)了制造和使用過(guò)程雙節(jié)能的特點(diǎn),因此,在電力行業(yè)、電力電子行業(yè)、電子信息行業(yè),以及光伏、風(fēng)電和電動(dòng)汽車等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用。
高端應(yīng)用和新興領(lǐng)域高效、節(jié)能和小型化的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)非晶和納米晶材料及器件提出了更高的要求,為滿足這些要求和未來(lái)的發(fā)展,非晶和納米晶基礎(chǔ)材料的發(fā)展趨勢(shì)是分別制造超寬超厚非晶帶材和超寬超薄納米晶帶材,非晶和納米晶材料性能的發(fā)展趨勢(shì)是進(jìn)一步提高飽和磁感、降低材料損耗,實(shí)現(xiàn)材料的高性能、使用的高效率和生產(chǎn)過(guò)程的低排放。