No contexto da neutralidade de carbono e viagens verdes, os novos veículos energéticos estão substituindo rapidamente os veículos movidos a combustível tradicionais para se tornarem a corrente principal do mercado. Melhorar a eficiência energética dos novos sistemas de propulsão de veículos energéticos é a chave para aumentar a durabilidade, otimizando o desempenho, e reduzindo o consumo de energia. Nos últimos anos, um novo tipo de material magnético com excelente desempenho, ímãs nanocristalinos, está desempenhando um papel cada vez mais importante nos novos sistemas de acionamento elétrico de veículos de energia.
Em primeiro lugar, você sabe o que são ímãs nanocristalinos?
Os ímãs nanocristalinos são um material magnético macio composto de grãos em nanoescala (geralmente entre 10-100 nanômetros), comumente encontrado em ligas nanocristalinas à base de ferro, como Finemet e Nanomet. Este material tem as seguintes propriedades principais:
- Permeabilidade magnética extremamente alta
- Perda de ferro extremamente baixa (especialmente adequado para ambientes de alta frequência)
- Excelente estabilidade de temperatura e capacidade anti-saturação
- Bom desempenho de resposta de frequência
São essas características que tornam os ímãs nanocristalinos um material ideal para conversores eletrônicos de potência, indutores e transformadores de alta frequência em novos sistemas de acionamento de veículos de energia.
Principais aplicações de ímãs nanocristalinos em novos sistemas de acionamento de veículos energéticos
- Transformadores e indutores de alta frequência em sistemas de controle de acionamento de motores
Os motores de acionamento dos novos veículos energéticos precisam ser alimentados com energia de frequência variável por inversores, e os filtros, transformadores e indutores de alta frequência nos inversores são os principais cenários de aplicação de ímãs nanocristalinos.
Vantagens:
Menor perda de corrente parasita, melhorando a eficiência energética do sistema;
Volume e peso reduzidos, propício ao design leve;
Alta estabilidade, adaptável a ambientes agressivos de veículos.
- Carregadores de bordo (OBC) e conversores DC/DC
Em módulos de conversão de energia OBC e DC/DC, núcleos nanocristalinos são amplamente utilizados para construir componentes magnéticos de alta eficiência para reduzir a perda de energia durante o processo de conversão.
Vantagens:
Reduza a geração de calor e melhore a eficiência de conversão;
Suporta frequências operacionais mais altas e reduz o tamanho dos módulos de potência;
Melhore a compatibilidade eletromagnética (EMC) e reduzir a interferência.
- Rolamentos magnéticos e sistemas de sensores de posição em motores de alta velocidade
Devido à sua alta sensibilidade e propriedades magnéticas estáveis, ímãs nanocristalinos também são usados em rolamentos magnéticos, sensores Hall do motor e sensores de corrente para melhorar a velocidade de resposta e a precisão do controle de segurança do sistema.
Tendências futuras: Perspectivas inovadoras de ímãs nanocristalinos em sistemas de acionamento elétrico
Com a crescente demanda por “alta densidade de potência, miniaturização, e alta frequência” em novos veículos energéticos, materiais magnéticos nanocristalinos também estão se desenvolvendo para maior desempenho. Por exemplo:
Desenvolvimento de materiais nanocristalinos com maior intensidade de indução magnética de saturação;
Obtendo núcleos magnéticos de fita fina com perdas mais baixas;
Aplicando a módulos de acionamento de alta frequência de carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio (GaN) dispositivos para melhorar ainda mais a eficiência de conversão de energia.
Conclusão
Como um novo tipo de material magnético, os ímãs nanocristalinos estão se tornando uma força motriz essencial para melhorar a eficiência e reduzir o consumo de energia em novos sistemas de acionamento de veículos com energia. Do controle do motor à conversão de energia, fornece uma base magnética sólida para peso leve, sistemas de acionamento elétrico de alta frequência e alta eficiência.
