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汽车多功能化应用将提升磁性元器件价值 |
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| http://cn.newmaker.com
3/22/2007 10:51:00 PM
佳工机电网
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近年来，中国汽车电子市场进入快速发展时期，带动了对磁性元器件的需求。磁性元器件在汽车电子中应用十分广泛，主要应用有以下三个主要领域：一是传统电子产品，如汽车音响、汽车仪表、汽车照明等；二是提高汽车安全性、稳定性、舒适性以及娱乐性产品，如ABS、安全气囊、动力控制系统、底盘控制、GPS等；三是节能环保型电动汽车和混合动力汽车系统，如充电器、电机驱动装置。
磁性元器件要求走高
由于汽车运行环境的恶劣，振动大、温度高等特殊要求，所以给配套的磁性元器件进入这行业设立了一道相当高的门槛。比如工作温度，要在-50℃～125℃温度范围；振动要求磁性材料强度特别高，普通的材料在汽车强振动中很容易断裂。国内企业要想获得发展，必须要突破这些技术上的难关，甚至掌握独立自主的技术工艺。
同时，汽车电子多功能化应用普及，在汽车电子配套的软磁元器件朝着高频化、低损耗、耐高温、抗干扰性强发展；永磁元器件朝着高磁能积、高矫顽力、高剩磁、宽温度范围等趋势发展。
虽然我国磁性材料产业经过几十年的发展，取得了很大的进步，但主要集中在中低端产品的开发和生产。在高端材料的研发上，尤其是汽车电子领域，一直落后于国外企业。有需求就有市场，尽管汽车电子市场门槛高，但阻挡不了对磁性元件行业生产企业的吸引力。目前在磁性材料行业内，真正有利润空间的还是在高档材料领域。
软磁铁氧体材料上升最快
软磁铁氧体作为一种高频电气特性优良、成本相对低廉、易于加工成不同形状尺寸产品的电子功能材料，在汽车电子领域得到了愈来愈广泛的应用。如果说早期的汽车应用较多的磁性材料是永磁铁氧体和永磁合金的话，那么当今汽车上使用的各种电感器、变压器、扼流圈、滤波器等，则使软磁铁氧体成为需求量上升最快的汽车电子用磁性材料。目前，汽车电子所用的软磁铁氧体产品，尤其是技术含量较高的EV、HEV用铁氧体产品，大多为日本和欧美等先进铁氧体厂家垄断。
软磁材料在汽车电子中主要应用于：
一、HID即高强度放电式气体灯，又称氙气灯，HID车灯取代卤素灯是大势所趋。在其使用的DC-DC变换器中，国外采用高频低损耗MnZn铁氧化体系材料。
二、EMI抗电磁干扰。现在汽车普遍采用电子控制单元作为嵌入系统控制车辆的一个或多个电子子系统，所有这些控制单元都由众多的模块和元器件构成，在工作时都很容易受到电磁噪声(EMI)的干扰。为了确保汽车电子系统的高可靠性和汽车的安全性，必须采取有效措施抑制EMI，MnZn系高磁导率软磁铁氧体是最适合的材料。
三、纯电动汽车(EV)是用高能充电电池作为动力源驱动的汽车，EV电池充电方式分为接触式和感应式两种。前者用电缆直接连接EV和充电站。充电站实际上是一个软磁铁氧体组成的AC-DC变换器，把交流市电转变为400伏左右的直流，向EV电池组充电，其优点是构造简单，造价较低，缺点是导线插头裸露不安全，经常拔插会造成磨损，导致接触不良，影响充电的效率和可靠性。感应式充电系统克服了接触式的缺点，安全可靠，性能稳定，代表着充电技术的发展方向。磁性材料采用低损耗功率铁氧体。
四、混合动力汽车(HEV)具有巨大的发展潜力和十分看好的市场前景。为了实现复杂的动力转换和传输功能，需要使用多件功率转换用变压器和扼流圈。为确保在恶劣的环境下长期可靠运行，并保持高的效率，这些变压器和扼流圈的磁心均采用高性能宽温低损耗功率铁氧体材料制。
须提升永磁材料性能
现在每辆汽车中有40个～70个地方要使用永磁材料，用量约在5公斤，主要如执行器、传感器、ABS、电机和音响系统。
随着汽车的自动化程度舒适度提高，电机的数量也从30只增加到100多只，典型的应用如启动电机、雨刮器电机、发动机冷却风扇电机等。采用永磁电机可帮助汽车实现电子控制、刹车控制、驾驶操作等，使汽车更加智能化、舒适和安全。未来的汽车主驱动将更多地利用计算机控制，这要求增加很多小型微电机和传感器，对永磁元器件开拓了新的增长点。
由于汽车的工作环境恶劣，电机用的永磁材料主要是铁氧体磁体。另外要求磁体性能高，矫顽力至少高于358kA/m，剩磁为430mT。雨刮电机虽然对磁性能要求没有启动电机高，但要求高低温的磁通变化小于5%，而体积要求缩小，需要剩磁值达450mT。这些性能均属高档铁氧体磁体范围，为进一步提高性能，缩小体积，国外已经开发出FB9系列更高性能的磁体。
近年来，电动汽车和混合动力汽车的开发成为新的热点，稀土磁体是电机驱动和发动机驱动系统的核心。此电机主要由永磁电机本体、功率电子换向器和转子位置传感器等组成，特点是轴向厚度尺寸小、重量轻、输出功率大、效率高，集电动、发电机及制动功能于一体，并能频繁地进行电动和发电的可逆工作。
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