丰田研发新款耐热电机 实现钕金属用量减半

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据外媒报道,丰田研发出全球首款耐热电机,其新款电机用磁体将稀土金属元素——钕(neodymium)的用量降低了一半。

钕磁体(Neodymium magnets)被用于电动车的高输出电机中,这类稀土磁体的价格通常十分高昂。新磁体大幅降低了钕的用量,使新款电机可耐受高温条件。

丰田研发的新磁体并未采用铽(terbium,Tb)或镝(dysprosium,Dy),上述两种稀土资源是实现电机耐热性的关键性材料,但其产地的地缘政治风险(high geopolitical risks)较大,供货不太稳定。丰田利用镧(lanthanum,La)及铈(cerium)替代了部分的钕,因为前两种稀土元素的价格相对便宜些,旨在大幅降低电机用稀土磁体的成本。

在维持高矫顽磁性(coercivity)及耐热性方面,钕发挥了至关重要的作用。若仅仅减少钕的用量并采用两种新稀土替代物,上述性能会受到影响。

为此,丰田采用了新技术,抑制了矫顽磁性及耐热性的衰退(deterioration)。此外,丰田还研发了新款磁体,确保其耐热性与早前的性能相一致。

丰田将在早前设计的基础上,将磁体颗粒(magnetic grain)的用量降低了10%,还采用了双层高性能粒面(grain surface),从而维持其在高温下的矫顽磁性。在传统钕磁体中,钕均匀扩散于磁体颗粒物中。在许多情况下,钕的用量超过实际的需求量,旨在维持矫顽磁性。丰田提升了磁体颗粒表面的钕浓度,同时还降低了粒芯(grain core)内的浓度,从而大幅降低了钕的总用量。

据估计,磁体将被用于电动车用电机、发电机、电动转向装置、机器人及各类家电中。丰田的研究成果有助于降低稀土元素的用量,从而降低稀土资源供货中断及价格飙升的风险。据称,该款电机产品将于2020-2025年实现量产,在未来十年内将被应用于电动车中。

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