軟磁材料的案例
軟磁復合材料(SMC)
</p><p><strong>Fe-Si alloy/鐵硅（硅）合金</strong></p><p>鐵硅材料其實是馬達電機中用的硅鋼片，以作為電磁導引的基底，和永磁互相作用使馬達軸高速懸浮且能旋轉，在鐵中添加硅意味著比純鐵的共旋力更小，并且由于電阻增加，鐵損耗最小，從而形成一種優秀的軟磁材料。然而，材料的硬脆特性阻礙了可加工性。因此在粉末基礎上，利用MIM有望實現凈形零件的生產。此外，在保留所有磁性的同時，它正在開發表面改性、復合技術和檢測微量附加元素，以彌補其強度和耐腐蝕性差的缺點。</p><p><strong>Fe-Co alloy/鐵鈷合金</strong></p><p>波門杜爾鐵鈷合金或稱HiperCo是一種軟磁材料，其特點是鐵和鈷的合金比例為1:1，其突出特點是最高的磁通密度。它用于電磁透鏡、電子顯微鏡、最新的打印頭和線性脈沖電機；所有這些都要求高可靠性。然而，在退火和常規加工過程中，材料容易脆化或變形。MIM通常可以解決復雜形狀或薄壁零件的高精度批量生產等問題。此材料中加入V(0.8-1.2%)是為了改善材料的硬脆性。</p><p>另有其他MIM材料可以做為磁阻特性及較新的導磁材料，包含：</p><ul><li>如銅、黃銅、鋁等，這是可以使用MIM工藝制作的磁阻材料；</li><li>鈷鉻鉬合金(ASTM F75)是2018年起美國蘋果公司使用在手機后攝像鏡頭保護片的新材料，其導磁率高、無磁化特性、不易生銹，且硬度高，適合制作成薄件，但材料價格較為昂貴；</li><li>非金屬的鐵氧體包含錳鋅、鎳鋅鐵氧體，這些是用來作為電感元件的中芯材料；</li><li>最新的鐵系非晶合金也已經使用MIM工藝制作軟磁元器件。</li></ul><p><strong>應用說明</strong></p><p>如圖2所示的產品和應用范例。
展開 軟磁復合材料(SMC)
軟磁材料在壓制法與粉末注射成型的工藝區別如表1所表示。
表1：PM/MIM 工藝制作產品區別
在未來微性化軟磁元件的激增下，MIM 工藝的優勢是非常明顯的。對于磁感值越精確，軟磁元件的用量可減少且將低電路板重量和發熱量。
MIM 工藝在材料選擇的優勢
MIM 工藝可以選擇很多種的材料作為磁性功能的應用，有關軟磁材料性質描述，對于MIM 從業人員最熟悉莫過于不銹鋼17-4PH（201 與之接近）與316L（304L 與之接近），這兩牌號不銹鋼通常普遍的用于MIM 產業，Dr. Q 也列出給讀者參考。建議使用他們來做為軟磁性應用時要考慮電磁特性，可能是電磁波遮罩使用的好材料。以下三個材料的性質表請參考表2、3 及4。
表2：材料磁性能表
表3：可提供MIM 工藝制作的材料化學成分表
表4：可提供MIM 工藝制作的材料機械性質表（網路上的數據可能會有些許誤差，建議讀者們在查詢資料時可以多找幾篇進行比對）
SUS 410/430 / 不銹鋼410/430
鐵素體形成元素（如Cr、Mo 和Si）的適當配置意味著，即使鐵素體經過熱處理，甚至在高溫下磁性也會保留。該材料具有良好的可焊性、比奧氏體不銹鋼有更小的熱膨脹系數以及對含硫氣體有優異的耐高溫腐蝕性。該材料適用于高達800° C 的高溫零件和化工設備。
Fe-Ni alloy/ 鐵鎳合金
又被稱坡莫合金。用鎳含量為35% 至80% 的鎳鐵合金來提高初始磁導率，該術語反映了磁導率和合金的結合。它對微小磁場變化的敏感性回應了它在許多電磁閥和磁頭應用中的用途。還可以通過添加銅、鉻、鉬等來改變磁特性。
展開 NASA資助大直徑3D打印軟磁材料開發
導讀：太空電力推進系統對行星際任務的重要性正在增加，而現有的磁性材料和制造方法不足以生產具有足夠機械強度和磁性的大直徑霍爾效應推進器(HET)。因此，人們需要更好的制造方法來生產具有正確磁性和結構堅固性的HET。
△NASA噴氣推進實驗室運行的6kW霍爾推進器
南極熊獲悉，Elementum 3D于2021年6月17日宣布獲得NASA SBIR第一階段資金，開發用于大直徑增材制造軟磁材料。第一階段工作的主要目標是研究、開發和展示適用于生產大直徑霍爾效應推進器的軟磁原料材料和增材生產工藝，滿足磁性和機械性能目標。
△VAC用軟磁材料制成的沖壓（非3D打印）部件。雖然Co-Fe軟磁產品可以很容易地制成片材，但大坯料生產會導致材料脆弱、易碎和不均勻。
鈷鐵軟鐵磁合金具有無與倫比的磁飽和、高導磁率、高居里溫度和極高的強度，非常適用于軟磁應用，包括霍爾效應推進器（HET）。然而，這些合金由于低延展性和無法生產大尺寸形狀面臨制造性問題。雖然Co-Fe軟磁產品可以很容易地制成片材，但大坯料的生產會導致材料脆弱、易碎和不均勻。
△直接金屬激光燒結(DMLS)
Elementum 3D與Altius Space Machines合作，提議開發一種增材制造 (AM) 工藝和材料原料，利用鈷鐵軟磁材料制造大直徑HET。3D打印技術能夠直接從粉末原料生產大型結構，這將克服鐵鈷坯料制造尺寸的問題。其他優勢還包括有利的BTF比（Buy-to-Fly ratio）、設計自由度和推重比（Thrust-to-weightratio）的增加。
展開 案例-Ansoft Maxwell燃油電磁閥電磁鐵的環境溫度影響特性
圖4 線圈磁動勢和電磁力隨溫度的變化曲線
3.2 靜態特性分析
在電磁鐵磁路中，因軟磁材料的相對磁導率遠大 于空氣的，故磁路中的磁阻主要由氣隙產生。在20 ℃時電磁鐵磁場強度分布如圖 5 所示。從圖中可 見，磁場強度主要分布在氣隙處，包括銜鐵與靜鐵芯 間的工作氣隙、銜鐵與外殼間的非工作氣隙以及銜鐵 上端與 Band 域間的空氣層。其中，在工作氣隙處的 磁場強度最大，在20℃時可達到106A/m。
圖5 在20 ℃時電磁鐵磁場強度分布
在全溫度范圍內的3個典型工況（即溫度 θ=20 、220、420 ℃）下的磁感應強度分布如圖 6 所示。在銜 鐵與靜鐵芯之間的工作氣隙處磁感應強度分別約為 1.5、0.8 和 0.5 T。對于以 DT4 為代表的軟磁材料，在電磁鐵靜鐵芯底部磁感應強度達到最大，在 20 ℃時 最大磁感應強度可達到 2.15 T，而在 220、420 ℃時最 大磁感應強度分別為1.38、1.12 T，遠小于其飽和磁感應強度。由此可見，在20~420 ℃時，磁感應強度隨環境溫度升高而降低。
圖6 不同環境溫度下電磁鐵磁感應強度分布
3.3 動態特性分析
為了掌握溫度對電磁閥啟閉過程的動態影響，研 究了電磁鐵在不同環境溫度下的線圈電流、電磁閥電 磁力、銜鐵（閥芯）速度和位移的響應特性，各曲線分 別如圖 7~10 所示。從圖 7、8 中可見，隨著環境溫度的升高，線圈電流和電磁力減小。在20~340 ℃時，線 圈電流和電磁力隨溫度的升高而減小，且溫度越高， 減小的幅值也越小；在 420 ℃時，電流變化規律與其 它溫度下的截然不同，且電磁力驟降。從圖 9、10 中 可見，此時銜鐵的運動速度和位移均為 0，表明電磁 閥在溫度為420 ℃時未正常開啟。
展開 
Rev.》麻省理工學院趙選賀綜述：磁性軟材料和機器人！
在傳統分類中，軟機器人以機械柔順性為主要區別因素，與由剛性材料制成的傳統機器人不同。功能性軟材料的最新進展促進了新型軟機器人的出現，
該機器人能夠響應外部刺激（如熱、光、溶劑或電場或磁場）進行無系繩驅動。
在各類刺激響應材料中，磁性軟材料在設計和制造方面取得了顯著進展，導致磁性軟機器人的發展具有獨特的優勢和許多重要應用的潛力。然而，磁性軟機器人領域仍處于起步階段，需要在設計原理、制造方法、控制機制和傳感方式等方面進一步改進。未來成功開發磁性軟機器人需要全面了解磁驅動的基本原理，以及磁性軟材料的物理特性和行為。在這篇綜述中，
科研人員討論了磁性軟材料和機器人的設計和制造、建模和仿真以及驅動和控制方面的最新進展。然后，他們給出了一套設計指南，用于優化軟磁材料的驅動性能。
最后，總結了磁性軟機器人的潛在生物醫學應用，并提供了他們對下一代磁性軟機器人的看法。
圖
1. 軟磁性材料的分類和組成。
圖
2 磁性材料的分類及不同尺寸和形狀的磁性粒子的特性。
圖
3. 傳統磁性軟材料及其對外加磁場的響應。
圖
4 軟磁軟材料的不同驅動模式。
圖
5. 硬磁軟材料的扭矩和力驅動彎曲驅動。
圖
6. 基于熱響應聚合物基質的超順磁軟材料的磁熱驅動。
相關論文以題為
Magnetic Soft Materials and Robots
發表在《
Chemical Reviews
》上。
展開 仔細研究ANSYS-workbench的材料庫
workbench的 Engineering Data模塊，也就是workbench的材料庫。
總覽如下：
01 物理屬性
定義：密度；熱膨脹系數；阻尼。
02 線彈性
定義：各向同性，正交各向異性，各向異性，粘彈性。
03 試驗應力應變數據
定義：單軸試驗數據，雙軸試驗數據，剪切試驗數據，體積試驗數據，簡單剪切試驗數據，單軸拉伸試驗數據，單軸壓縮試驗數據。
04 超彈性
定義：主要有M-R模型，Polynomial模型，Yeoh模型，Ogden模型等。
05 塑性
定義：雙線性等向強化，多線性等向強化，雙線性隨動強化，多線性隨動強化，非線性隨動強化；粘塑性；四種顯示動力學使用材料。
06 蠕變
07 壽命（疲勞）
定義：應力疲勞（高周疲勞），應變疲勞（低周疲勞）
08 強度
定義：拉伸屈服強度，壓縮屈服強度，拉伸極限強度，壓縮極限強度等。
09 墊圈
10 粘彈性
11 形狀記憶合金
12 損傷
13 熱
14 熱能
15 軟磁材料和硬磁材料
16 電
17 脆性材料/顆粒材料
18 狀態方程
19 多孔材料
20 破壞
21 非線性和彈塑性行為
展開 ANSYS RMxprt電機設計精講之調優分析
RMxprt電機設計精講課程，基本上涵蓋了軟件的全部內容，包括定轉子鐵芯的拓撲結構、繞組和電路的拓撲結構、電機運行方式和負載類型、報告創建和編輯、自定義繞組、各種電機參數含義講解、參數化分析/調優分析/優化分析、GRM模塊、Maxwell模型向導、軟磁材料/永磁材料設置等，其中有些內容與Maxwell的操作是相同的。作者計劃以ANSYS Maxwell為平臺，以電機電磁設計為內容，打造全系列的課程，RMxprt電機設計精講是第一部分內容，更是基礎，針對Maxwell的教程預計在明年會推出，期望能夠提高電機設計工程師的仿真計算能力，也希望大家能夠連續學習，并予以收藏和關注，謝謝大家的支持!
展開 海洋技術 ▏海洋工程磁場探測傳感技術研究進展
⒈磁通門傳感器
磁通門傳感器是基于軟磁材料的非線性磁化特性，利用具有高磁導率的磁芯在外磁場作用下的電磁感應現象測定外界磁場的儀器，主要由磁通門探頭、信號激勵電路和信號提取電路構成。磁通門傳感器最早研制于二戰時期飛機反潛領域，戰爭結束之后被廣泛應用于未爆彈探測、海洋磁測、礦產勘探等領域。
磁通門傳感器是利用高磁導率、低矯頑力軟磁材料的磁飽和特性制造的磁強計。基于磁調制原理，在交變磁場激勵下，磁芯處于周期性過飽和狀態，可根據被測磁場中的磁芯的磁感應強度與被測磁場的磁場強度非線性對應關系測量磁場。該方法可測量恒定或緩慢變化磁場，適用于空間弱磁場的矢量檢測。
磁通門傳感器原理是利用磁通門探頭，基于聚磁效應將外界磁場信號轉換為電信號，再經過LC諧振、前置放大、選頻放大、相敏整流和積分環節輸出穩定的磁電信號，并通過反饋環節形成閉環，構成穩定磁通門傳感器系統。
磁通門探頭有單磁芯探頭、雙磁芯探頭和環形磁芯探頭等形式，為了輸出高靈敏度的磁場信號，并使得傳感器體積足夠小，本項目采用雙磁性探頭的結構，雙磁芯探頭由激勵線圈、感應線圈和磁芯構成。
磁通門探頭的輸出信號十分微弱，而且含有很大的噪聲信號。所以要通過前置放大電路和濾波電路來增強電路的信噪比。磁通門電路必須具備相敏特性，使輸出信號表征被測磁場的極性。相敏檢波的輸出信號經過濾波電路后得到平滑的脈動信號，在閉環控制系統中為了提高前向通道的增益還必須設置積分器。這樣經過積分器后的信號通過反饋電路接到磁通門傳感器探頭的輸出端。最終，積分器的輸出端得到正比于外界磁場的直流信號。
如表1所示，國外典型的磁通門傳感器還有英國巴廷頓公司的MAG系列、德國FGM3D型磁通門傳感器，美國TFM65型磁通門傳感器，美國Bell-3030型磁通門傳感器等。
展開 軟磁合金牌號及性能匯總
整理者：耀德講堂 / 邱耀弘 博士
資料來源：中國軟磁合金牌號及性能匯總──百度文庫(baidu.com)
（ACMT SMARTMolding 2022年7月刊）
前 言
在上一期，Dr.Q提到讀者們較不熟悉的軟磁合金，相信大家都可以略知其基本的目的，以電子化的設計控制材料的磁性能作用，這樣就可以把軟磁材料作為可受電流與電子訊號控制的元件，最終希望能夠在讀者的手機中就可操作或控制這些總成產品，我們可以隨意差遣這些電子產品。
在磁性材料中的軟磁合金牌號，以下列出幾大類最常使用：
鐵芯──純鐵與鐵素體不銹鋼（鐵）；
1J22 (Fe-50Co)──主要是以鈷和鐵兩元素合金；
1J50 （Fe-50Ni，又稱Premalloy 坡莫合金）──主要是以鎳和鐵倆元素合金；
1J79 & 1J85 (Fe、75-83%Ni、Cu、Mo)──主要是以鎳和鐵倆元素合金且鎳多。
這些為數眾多的牌號，我們按照以下小節說明，讀者要注意以下都是規則型材（片 / 板 / 帶 / 條 / 絲 / 棒 / 圓棒等）：
1. 中磁導率較飽和中磁感應強度軟磁合金；
2. 高磁導率軟磁合金；
3. 高飽和磁感應強度軟磁合金；
4. 磁溫度補償合金；
5. 軟磁鐵芯材料；
6. 增加磁導率工藝。
展開 大連理工《Adv Mater》：軟磁高熵合金的突破性研究成果！
HC、高磁導率
μ
、高飽和磁化強度MS(飽和磁感應強度BS)以及較低的磁損耗P，尤其高溫用軟磁材料是發展航空、航天和先進武器系統的關鍵，可作為發動機轉子、變壓器、磁力軸等，工作溫度為673~1073 K，需要兼具優異軟磁性能和高溫力學性能。
馬偉明院士：關于電工學科前沿技術發展的若干思考
圖8 電機功能復用與集成
3）新材料、新工藝及新拓撲的牽引與應用
電機性能的不斷提升往往更多依賴新材料、新工藝以及新電機拓撲等技術的應用，牽引著整個電機行業更深層次的變革。為推動我國電機技術的跨越式發展，亟需跟進和探索各種新材料、新工藝和新拓撲等與電機學科相結合的工程應用問題。
新材料的出現，使進一步全方位提升電機性能成為可能。新型高導電材料，如碳導線復合材料等，可突破原有熱負荷限制，大幅提高電流密度；新型高飽和軟磁材料，如含鈷軟磁材料等，可大幅提高飽和磁通密度，增大電機磁負荷；低損耗軟磁材料，如超薄硅鋼、非晶材料等，可大幅降低電機鐵耗；高強度永磁材料，如鐵鈷基永磁等，可在保證高磁能積的條件下，滿足更高轉速要求；高強度復合材料，可避免金屬護套高頻渦流損耗，同時實現更高的轉子預緊力；高導熱絕緣材料，可顯著提升電機的散熱能力。
但某一方面性能突出的新材料，可能在其他方面性能有所弱化，需全面摸清新材料的導電、導熱、導磁、機械強度、環境適應性等各種物理性能邊界，并結合電機應用需求，研究新材料系統下的電機優化設計方法。
新工藝有助于使電機實際性能更接近理想情況，并提高系統可靠性，但由此也可能帶來新問題需深入研究。例如，針對某些電機端部過長的問題，可借鑒綜合集成的思想，在電機端部連接處采用復合母排結構，大幅減少端部尺寸，但需解決由此帶來的絕緣、散熱及結構強度等系列問題；在冷卻技術方面，近些年陸續出現了轉子集成空冷、定子槽內穿管、定子嵌套水冷板、熱管等新型冷卻工藝，可大幅提高電機散熱效率，但需解決由此帶來的結構強度、絕緣及電磁性能劣化等系列問題。
另外，電機的發展總是伴隨著各類新原理新拓撲的不斷涌現，如磁場調制電機、混合勵磁電機、同步磁阻電機、環形繞組電機等，不僅豐富了現有電機理論，也為各類電機需求提供了更廣泛的選擇空間。
展開 
電機轉子薄板的先進材料-非晶態金屬：過去，現在和未來
傳統的鐵基軟磁材料用于電機的疊片已有100多年的歷史了，這樣的材料提供了出色的可制造性和出色的磁性能，當設計效率較高的電機時，其損耗卻比理想情況要多。對更高電機效率的需求促使人們研究性能更好的層壓材料。例如鎳鐵和鈷鐵，這些材料通常很昂貴，非晶鐵和納米晶鐵材料具有較高的磁性能和合理的成本，但這些材料以“澆鑄”形式才能產生成本效益，但要制造成傳統的電機結構卻具有挑戰性，目前它們僅能以薄（25微米）薄帶形式獲得，并且具有很高的硬度。
非晶態金屬
始于1960年代，研究人員研制了金屬合金時，以極快的冷卻速度鑄造它們，從而抑制了正常金屬晶體的形成。通過在冷凍的旋轉鼓上澆鑄非常薄的帶狀材料條來實現，冷卻速率在每秒一百萬度的范圍內。還有許多獨特磁性能的非晶態金屬存在，但商業重點是鐵硼硅（FeBSi），最常用的配方是鐵含量為85％至95％，硼含量為5％至5％，硅含量為5％至10％。
非晶態金屬不包含任何昂貴的元素，可以通過連續鑄造工藝高速生產，成本對于大批量應用非常合理。磁性非晶態金屬的主要用途是在配電變壓器中，變壓器的這一應用范圍證明了非晶態材料的低損耗的顯著性能。
非晶態金屬材料特性
非晶態金屬材料對磁性應用極具吸引力的三個特性是：極高的滲透性， 方形磁滯回線以及 材料表面上的氧化層可提供電絕緣。絕緣層與這種薄材料的組合產生非常低的渦流損耗特性，且能在高頻下工作。損耗約為電工鋼的十分之一，如此低的鐵損使這種材料特別具有吸引力。
近年來，電機設計首先通過減少轉子中的損耗，其次通過使用更好的繞線技術來減少銅損，電機變得更加高效。因此，剩余的定子鐵損已占現代高效電動機中總剩余損的很大百分比，這意味著減少鐵損現在是進一步提高電動機電效率的最大機會。
展開 飽和磁性材料的DC-DC轉換器的3D EM和電路協同仿真CST
部分飽和磁性材料的建模
在升壓轉換器的實際應用中，當功率電感器受到高直流輸入電流時，磁性材料會達到飽和狀態，從而導致其相對磁導率發生變化。
磁性材料在仿真中的飽和效應用初始磁化強度 B-H 曲線的非線性行為來描述。B-H 曲線信息可以從組件供應商處獲得，也可以使用分析公式進行描述。在本博客中，我們將材料定義與分析公式結合使用，該公式可在 CST Studio Suite 的 VBA 宏 –> 材料 –>創建分析軟磁 B （H） 下訪問。此宏的界面如圖 7 所示。
此宏僅在低頻 CST Studio Suite 項目中可見。因此，如果您當前的 CST Studio Suite 項目是高頻 （HF） 類型，請確保切換到低頻項目類型。
初始磁導率、飽和磁化強度和調整參數值是主要的材料輸入定義，它們會自動創建為參數并列在參數列表窗口中。調整參數值控制飽和區域中 B-H 曲線的斜率，默認情況下，該值為 2。如果使用 B-H 曲線的已知點，則會根據該點自動計算調整參數值。
圖 7.分析軟磁 B （H） 定義
對于這個特定示例，初始磁導率為 125。由于沒有進一步的材料信息可用，因此調諧參數和飽和磁化強度最初使用其默認值定義。這兩個參數根據供應商數據表中的 DC 飽和電流信息進行調整，從而使初始電感值降低 20%。電感值使用靜磁 （MS） 求解器進行評估。MS 求解器計算電感值，視在電感矩陣和增量電感矩陣。由于磁性材料的非線性，電感值是從增量電感矩陣中獲得的。
在圖 8 中，我們說明了電感體磁導率的三種不同空間分布。首先，在低直流電流幅度下，在沒有飽和的情況下，我們可以清楚地看到初始磁導率均勻分布在電感體上。隨著直流電流的增加，在本例中約為2.8 A，磁性材料部分飽和，我們可以觀察到磁導率降低，主要是在線圈的中心。
展開 技術聚焦前沿：雙電機驅動與材料變革，解碼電機產業新動能
新能源汽車雙電機驅動技術解析
一、電機鐵芯工藝及材料性能現狀與挑戰
現狀與趨勢：電機鐵芯材料需向高強度、低鐵損、高磁導率方向發展。目前，市場上高效高強無取向硅鋼材料的屈服強度可達460MPa，但與需求仍有差距。
技術挑戰：
?高強度材料的磁特性與強度匹配問題。
?取向硅鋼的沖壓和應用難題。
?定轉子材料分開選材帶來的成材率控制問題。
未來方向：
?開發600MPa及以上強度的無取向硅鋼。
?推廣快速自粘結軟磁材料。
二、電機磁鋼材料性能及核心工藝現狀與挑戰
現狀與趨勢：釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，廣泛應用于新能源汽車驅動電機。但隨著技術發展，其成本和性能面臨瓶頸。
技術挑戰：
?高性能磁石需求增加，但重稀土資源稀缺且價格波動大。
?磁石的渦流熱效應在高速電機中凸顯。
未來方向：
?開發低重稀土或無重稀土磁石。
研究高豐度稀土在釹鐵硼中的應用。
三、電機漆包線材料的現狀與挑戰
現狀與趨勢：漆包線從圓線向扁線、從低壓向高壓、耐電暈、耐油水方向發展。高壓化和油冷技術對絕緣系統提出了更高要求。
技術挑戰：
?高壓絕緣系統需提升防暈和耐暈能力。
?油冷技術對絕緣材料的相容性要求高。
未來方向：
?開發超厚漆膜和超長耐電暈的特種漆包線。
?研究新型導體結構以降低交流損耗。
四、電機二次絕緣材料的現狀與挑戰
現狀與趨勢：絕緣材料的導熱能力遠不能滿足功率密度提升的需求。絕緣材料需在絕緣性能和散熱能力之間找到平衡。
技術挑戰：
?絕緣材料的導熱能力不足。
?絕緣厚度影響電機槽滿率和性能。
未來方向：
?開發高導熱性能的復合絕緣材料。
?研究新型絕緣材料的應用工藝。
展開 新能源汽車動力密碼：定子繞組技術演變與驅動系統的未來圖景
驅動電機（定轉子）核心零部件
技術挑戰與發展趨勢
驅動電機作為新能源汽車的核心部件，面臨著高轉速、高效率、低材料成本、長壽命和短軸向尺寸等多方面的技術挑戰。本文將從這些關鍵趨勢出發，分析當前的技術現狀、面臨的困難及行業期待。
01高轉速需求趨勢
現狀及趨勢：新能源汽車驅動電機的高轉速化是重要發展趨勢。比亞迪于2024年批產應用最高工作轉速超過23000rpm，小米計劃在2025年推出超過27000rpm的電機，預計到2028年電機最高工作轉速將突破30000rpm。
面臨的挑戰：
1）離心應力問題：高速旋轉時，電機轉子內部的離心應力需要通過經濟手段克服。 2）鐵損和交流損耗：高轉速導致電流頻率增加，鐵損和交流損耗顯著上升，影響電機效率。 行業期待：
1）高強度硅鋼材料：開發更高強度的硅鋼材料和新型轉子結構，以應對離心應力。 2）低損耗材料：研制更低鐵損的軟磁材料和更低交流損耗的扁線電機結構。
02高效率需求趨勢
現狀及趨勢：電機效率已成為整車技術競爭的關鍵指標。特斯拉Model Y的百公里電耗達到12.7kWh/100km。華為和小米均宣稱其電機最高工作效率已超過98%，部分企業計劃在2030年推出最高效率超過99%的驅動電機。
面臨的挑戰：在成本控制和輕量化的要求下，電機效率的提升受限于材料和工藝的發展，特別是銅損和鐵損的降低。
行業期待：
1）高導磁能力材料：研制更高導磁能力且更低損耗的硅鋼材料。
2）新型導電材料：開發能夠提高直流導電能力的新型導電材料或降低交流損耗的新工藝。 3）冷卻措施：提供更好的冷卻措施以降低導線溫度。
03低材料成本目標趨勢
現狀及趨勢：自2023年以來，整車價格戰打響，動力總成面臨巨大價格挑戰。電機產品需要在高性能的同時降低成本。
展開 