Em veículos de nova energia, ímãs permanentes de NdFeB são geralmente instalados no rotor de um motor síncrono de ímãs permanentes (PMSM). Quando a corrente passa pelo enrolamento do estator para gerar um campo magnético rotativo, o campo magnético inerente ao ímã permanente interage com ele, gerando torque para acionar o rotor – este é o processo físico exato que ocorre quando você pisa no "gate". Portanto, os ímãs permanentes de terras raras são chamados de "coração invisível" dos veículos de nova energia.

Ímãs permanentes de terras raras: o "rei dos ímãs" dos motores modernos

A história do desenvolvimento de materiais magnéticos permanentes de terras raras pode ser descrita como uma evolução da ciência dos materiais. Desde os primeiros ímãs naturais, passando pelos ímãs de AlNiCo no início do século XX, até os materiais magnéticos permanentes de ferrite em 1947, a humanidade tem buscado constantemente propriedades magnéticas mais fortes. A verdadeira revolução ocorreu em 1983, com o surgimento do material magnético permanente de terras raras de terceira geração, o neodímio ferro boro (NdFeB).

Por que o neodímio ferro-boro é chamado de "rei dos ímãs permanentes"? Seu produto de energia magnética é de 10 a 15 vezes maior que o da ferrite, de 5 a 8 vezes maior que o dos materiais tradicionais de excitação elétrica e fica atrás apenas da excitação supercondutora. Este material possui remanência e coercividade extremamente altas, forte capacidade antidesmagnetização e permite que o motor gere um forte campo magnético em um volume menor.

Por que isso é necessário para veículos de nova energia?

Ao contrário dos veículos movidos a combustíveis tradicionais, os veículos de nova energia têm requisitos quase rigorosos para motores de tração: alta potência, tamanho compacto, peso leve e alta eficiência. Os motores síncronos de ímã permanente de terras raras atendem perfeitamente a esses requisitos:

Rei da eficiência: a eficiência pode chegar a 97%, o que é 6% maior do que a eficiência do motor de indução usado pela Tesla nos primeiros dias, o que se traduz diretamente em uma maior autonomia de condução.

Rei da densidade de potência: tamanho pequeno, peso leve e densidade de potência excedem em muito outros tipos de motores, tornando o layout do veículo mais flexível.

Controle preciso: alta precisão de regulação de velocidade, velocidade de resposta rápida e resposta de potência suave e imediata.

Em contraste, embora os motores de indução CA sejam baratos e resistentes a altas temperaturas, eles apresentam baixa densidade de potência; os motores de relutância chaveada são baratos, mas apresentam alto nível de ruído e vibração. Em termos de desempenho abrangente, os motores síncronos de ímã permanente de terras raras são, sem dúvida, a solução ideal para os atuais motores de acionamento de veículos de nova energia.

Segundo a pesquisa, cada veículo de nova energia consome em média 2,5 kg de Ímã permanente NdFeB materiais. Com o crescimento explosivo dos veículos de nova energia:

Em 2025, a demanda global por ímãs de terras raras para veículos de nova energia deverá atingir 30.000 toneladas.

A taxa de crescimento composta da demanda por ímãs de terras raras de 2021 a 2025 é de mais de 35%, e os veículos de nova energia contribuem com cerca de 60% do crescimento.

Embora os ímãs permanentes de terras raras sejam pequenos, eles se tornaram uma "vitamina industrial" indispensável para veículos de nova energia. No campo de veículos de nova energia, a essência da competição mudou do nível de aplicação para o nível da ciência básica. Com suas vantagens em recursos de terras raras e tecnologia de processamento, a China está transformando esse recurso estratégico em um ponto de apoio para definir o futuro paradigma da tecnologia automotiva.