本田混动汽车开始应用无重稀土钕铁硼磁钢驱动电机

2016-10-09

  外媒报道,本田于2016年9月16日推出了时隔8年全面改进的新款小型MPV“Freed”,有三排7座的“Freed”和双排5座的“Freed+”。

  报道称该车混合动力系统用电机的转子采用了不使用重稀土类元素镝和铽的钕铁硼系磁钢,是与大同特殊钢共同开发。其特点是,在不使用重稀土类元素的情况下维持了磁铁的强磁力(剩磁通密度),并提高了耐热性指标矫顽力。

  此前在2016年7月12日,日本大同特殊钢与本田宣布,两公司开发出了不使用重稀土镝等的钕铁硼类磁铁(钕磁铁),并将在本田混合动力车(HEV)的马达上采用,并称这是全球首次将不使用镝的钕磁铁配备在HEV用马达上。

  大同特殊钢开发出了不使用镝也能保持钕磁铁的磁力强度,同时又能提高耐热性的技术。同时,本田对马达实施了提高耐热性的改进,使这项技术能够实际用于HEV用马达。马达的最大扭矩和最高输出功率分别为160N·m和22kW,与原来相同。

  钕磁铁的残余磁通密度(表示磁力强度的指标)较大,可以提高马达的扭矩,但耐热性指标——矫顽力较小。因此,需要混合重稀土镝或铽(Tb)来提高矫顽力。但镝及铽不仅价格昂贵,而且基本上上只有中国出产。“无镝”磁铁实现之后,能稳定而轻松地采购磁铁用材料。

  为了在不添加镝的情况下提高矫顽力,大同特殊钢管开发出了通过对直径极小的磁铁粉末进行热成型的制造技术。磁铁晶体的粒径越小,温度升高后就越不容易退磁。开发品的磁铁晶体的粒径仅为100-500nm。普通钕磁铁的晶体粒径为5-10μm,高达开发品的近10倍。

  大同特殊钢开发出了将模具加热至较低的温度,然后为该模具填充磁铁粉末,并用力挤压的热成型技术。普通钕磁铁则要为模具填充较大的磁铁粉末,并在1000℃左右的高温下进行烧结。

  采用新开发的生产技术可以大幅降低生产成本,原因是可以省去有时需要花费几十个小时的烧结工序。与生产烧结磁铁时相比,生产时间大约可以缩短至1/10-1/5。能大幅缩短生产时间的另一个原因是,实现了成型后绝大部分磁铁都能变成目标形状的近精确成型(Near Net-Shape)。而烧结磁铁则需要在大块烧制之后实施切削为目标形状的工序。

  不过,虽说此次提高了无镝磁铁的矫顽力,但水平仅为含镝钕磁铁的一半左右。本田改进了嵌入磁铁的马达转子,实现了矫顽力稍低一些也能使用的构造(源自产业前沿2016年9月稀土永磁全产业链研究报告)。


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