能够提高EV驱动电机效率的磁铁解决方案

使用EV驱动电机时遇到的技术挑战

汽车电气化正在世界各地稳步推进。尤其是在欧洲和印度，“EV转换”工作设定了明确的截止日期，以逐步停止销售由内燃机驱动的车辆。这一全球性的EV趋势预计将在全世界进一步加速。

电机驱动汽车的市场预测

来源：富士经济株式会社。2019年版HEV、EV相关市场全面调查

EV、HEV和PHEV之间存在着明显的区别。EV基本上只通过电机提供动力，HEV（混合动力汽车）由电机和内燃机驱动，而PHEV（插电式混合动力汽车）是HEV的高级版本，如果电机出现故障，可使用内燃机驱动，以备不时之需。此外，根据行驶状况，它们提供电机和内燃机两种使用选择，从而允许实现节能驾驶。

另一方面，EV只能依赖电机作为驱动源。在各类驾驶场景中，包括需要频繁刹车和发动的拥堵路况、在陡峭山路和崎岖道路上越野驾驶、在高速公路上行驶以及载着不同数量的乘客和行李行驶，EV驱动电机都需要高效运行并使用较少能源。此外，考虑到这些要求有赖于效率的进一步提升，电机本身的微型化和重量减轻势在必行。而此处的重要因素就是磁铁的改进，其是会影响电机性能的元件。

EV驱动电机结构示例（示意图）

应用强力磁铁和磁控技术的电机解决方案

EV驱动电机需要极强的磁能，因此使用了钕磁铁^*1。在这些磁铁中，TDK的钕磁铁（NEOREC系列）已达到世界上最高水平的矫顽力之一^*2。
与使用传统钕磁铁相比，这种强力磁铁可为电机提供大旋转力，有助于实现进一步微型化、轻量化和高效化。
要想进一步减小EV驱动电机的尺寸和重量并提高效率，则需要将电机形状和内部结构更改为更复杂、更多样的设计。这意味着，所使用的钕磁铁将需要更强大且采用不同形状，同时提供磁场指向，以便更高效地生成磁力。
TDK开发了一种能够精确制造各种钕磁铁形状的技术，以及一种能够自由改变磁场方向的控制技术^*3。这些技术会根据使用条件/环境来优化磁铁，因而能够针对各种不同的电机设计提供适配的钕磁铁解决方案。

平面形磁场和弧形磁场之间的方向差异（示意图）

TDK还开发了一种技术，能够尽可能地减少钕磁铁中所需的重稀土元素^*4，如镝(Dy)和铽(Tb)等这些不易采购的元素。2012年，公司推出了业内首款不含Dy的钕磁铁。通过这些努力，TDK希望继续满足电机设计需求，并通过降低磁铁采购中的供应链风险来支持EV的稳定生产。
TDK的磁铁解决方案可满足EV驱动电机的新开发要求，并支持零CO₂排放的EV驾驶。

钕磁铁（NEOREC系列）