Vật liệu từ tính là những vật liệu có trật tự từ tính. Có tính chất sắt từ hoặc sắt từ và có giá trị ứng dụng thực tế. Sự khác biệt cơ bản giữa chúng và các vật liệu khác là chúng nhạy cảm với từ trường bên ngoài. Các vật liệu từ tính được định nghĩa rộng rãi cũng bao gồm các vật liệu phản sắt từ và các vật liệu từ tính yếu khác có giá trị ứng dụng thực tế…
Trong những năm gần đây, nhu cầu chung của ngành vật liệu từ tính đã tăng lên đều đặn. Và sự phát triển nhanh chóng các lĩnh vực ứng dụng hạ nguồn. Như lưu trữ quang học, năng lượng gió, phương tiện sử dụng năng lượng mới, robot, tự động hóa công nghiệp và sạc không dây đã mang lại cơ hội phát triển cho ngành công nghiệp vật liệu từ tính.
Các tiêu chuẩn để đo hiệu suất của vật liệu từ tính
Tính chất từ của vật liệu từ tính được đo như sau:
Tính ổn định: Các thông số chính là độ từ hóa dư và tích năng lượng từ cực đại.
Giá trị càng cao thì từ trường càng mạnh. Nam châm có thể duy trì các đặc tính từ của nó càng tốt.
Khả năng chống khử từ: Thông số chính là lực cưỡng bức nội tại. Nhiệt độ hoạt động tối đa và nhiệt độ Curie. Giá trị càng cao thì khả năng chịu nhiệt độ càng tốt. Hiệu suất vật liệu từ tính càng ổn định.
Các ứng dụng vật liệu từ tính phổ biến cho xe ô tô thường thấy
Đảm bảo an toàn cho xe
Một trong những công dụng ấn tượng nhất chính là ở Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS). Nam châm trong hệ thống này làm xe chậm lại. Nhưng vẫn cho phép người lái đánh lái. Lợi ích là người lái xe có thể cố gắng tránh chướng ngại vật khi xảy ra tai nạn. Cho dù đó là tránh xe khác, người đi bộ hay cây cối. Hệ thống ABS làm cho tai nạn ít nghiêm trọng hơn. Hoặc có tác dụng ngăn chặn chúng hoàn toàn.
Nam châm cũng được sử dụng trong hệ thống khóa, cần gạt nước kính chắn gió và đèn báo dây an toàn. Nhờ nam châm, bạn có thể khóa tất cả các cửa xe của mình. Để tránh kẻ tấn công, lái xe an toàn khi trời mưa lớn. Và tránh lái xe đi mà không quên thắt dây an toàn.
Đảm bảo sự thuận tiện
Cảm biến từ tính giúp chúng ta theo dõi tình trạng hoạt động của xe mà không cần phải liên tục đến gặp thợ máy. Trước đây, bạn sẽ không biết liệu một bộ phận nào đó trên xe của mình có bị lệch hay cửa xe không đóng đúng cách hay không.
Ngày nay, các phương tiện của chúng ta sử dụng cảm biến từ tính. Để cho biết liệu lốp xe của chúng ta có bị mất đồng bộ hay không. Hoặc cửa xe không đóng hết cỡ. Nam châm thậm chí còn được sử dụng trong cảm biến áp suất lốp xe của bạn. Tất cả những cảm biến này giúp bạn bảo dưỡng xe tốt.
Đạt sự hiệu quả
Có nhiều cách sử dụng nam châm vĩnh cửu khác nhau trong các ứng dụng ô tô. Bao gồm cả tính hiệu quả. Ngành công nghiệp ô tô tập trung vào hai loại hiệu quả: tiết kiệm nhiên liệu và hiệu quả trên dây chuyền sản xuất. Nam châm giúp ích cho cả hai. Nam châm đóng vai trò lớn hơn trong dây chuyền sản xuất của ngành ô tô. Nhà sản xuất có thể thực hiện lắp ráp xe càng nhanh mà không làm giảm chất lượng xe. Doanh thu của họ càng cao. Nam châm giúp tăng tốc quá trình bằng cách giữ cố định các bộ phận nặng của xe. Chẳng hạn như cửa.
Phân loại vật liệu từ tính và ứng dụng mới của chúng trong xe điện ngày nay
Vật liệu từ tính được chia theo chức năng và có thể được chia thành ba loại: vật liệu từ tính vĩnh cửu, vật liệu từ tính mềm và vật liệu từ tính chức năng. Hiện nay, các ứng dụng phổ biến nhất trong các phương tiện năng lượng mới là nam châm vĩnh cửu Neodymium – Sắt – Boron và nam châm vĩnh cửu Ferrite trong số các vật liệu nam châm vĩnh cửu, và thép silicon, lõi bột từ mềm kim loại, nam châm mềm Ferrite trong số các vật liệu từ mềm.
Vật liệu nam châm vĩnh cửu – NdFeB
Vật liệu nam châm vĩnh cửu Neodymium – Sắt – Boron (Nd-Fe-B) với thành phần chính là Nd2Fe14B, có đặc tính từ dư cao và lực cưỡng bức cao. Mỗi chiếc ô tô điện cần khoảng 2.5kg vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB, chủ yếu được sử dụng cho động cơ truyền động, ABS, EPS và các bộ phận khác. Vật liệu này có hiệu suất tuyệt vời và có thể cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng của động cơ và giảm tổn thất năng lượng. Ngoài ra, loa ô tô và các cảm biến khác nhau cũng là những bộ phận mà vật liệu nam châm vĩnh cửu Sắt- Sắt- Boron được sử dụng trong các ô tô điện ngày nay.
Vật liệu nam châm vĩnh cửu – Ferrite
Vật liệu nam châm vĩnh cửu Ferrite được chế tạo từ SrO hoặc BaO và Fe2O3. Làm nguyên liệu thông qua công nghệ gốm. So với vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm. Mặc dù vật liệu nam châm vĩnh cửu ferrite không có lợi thế về hiệu suất. Nhưng chúng vẫn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực do nguồn nguyên liệu dồi dào, giá thành rẻ, quy trình gia công đơn giản. Và khả năng chống oxy hóa tuyệt vời và độ từ hóa dư lớn. Trong xe ô tô điện nó chủ yếu được sử dụng trong động cơ truyền động, bộ chuyển đổi, cọc sạc và các bộ phận khác.
Vật liệu từ thép mềm Silicon
Thép silicone là hợp kim sắt-silic. Được hình thành bằng cách thêm một lượng nhỏ silicon (thường dưới 4.5%) vào sắt nguyên chất. Nó có các đặc tính điện từ tuyệt vời như độ thấm từ cao, độ trễ thấp và tổn thất sắt thấp. Trong các phương tiện năng lượng mới, thép silicon là một trong những vật liệu quan trong của động cơ. Có thể làm giảm hiệu quả tổn thất sắt và tổn thất trễ của động cơ. Đồng thời nâng cao hiệu quả và hiệu suất động cơ. Ngoài động cơ, thép silicon còn có thể được sử dụng trong cọc sạc, hệ thống quản lý pin, các bộ phận kết cấu thân xe,… của các phương tiện sử dụng năng lượng mới.
Vật liệu từ mềm – lõi bột từ mềm kim loại
Lõi bột từ mềm kim loại là vật liệu từ mềm. Được ép bằng bột từ tính phủ một lớp cách điện. Nó kết hợp những ưu điểm của vật liệu từ tính mềm kim loại và ferrite từ tính mềm. Vì bột của nó được làm từ các hạt sắt từ nên cường độ cảm ứng từ bão hòa cao. Đồng thời, do có lớp cách điện nên điện trở suất của nó cũng cao. Nó chủ yếu được sử dụng trong ba lĩnh vực ứng dụng. Cọc sạc, bộ sạc AC/DC gắn trên xe và bộ chuyển đổi DC/DC gắn trên xe trong lĩnh vực xe năng lượng mới. Đặc biệt theo xu hướng nền tảng điện áp cao 800V. Lõi bột từ mềm kim loại sẽ được hưởng lợi nhiều hơn.
Vật liệu từ mềm – Ferrite
Ferrite mềm là một oxit sắt từ chủ yếu bao gồm Fe2O3 . Được sản xuất bằng phương pháp luyện kim bột. Có một số loại như Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn. Trong đó Ferrite Mn-Zn có sản lượng và mức sử dụng lớn nhất. Là một vật liệu chức năng điện tử có đặc tính điện tần số cao tuyệt vời. Chi phí tương đối thấp. Và dễ dàng xử lý thành các sản phẩm có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Ferrite mềm được sử dụng rộng rãi trong thiết bị OBC của xe năng lượng mới. Thiết bị sạc EV, chuyển đổi năng lượng hệ thống điện HEV, bộ chuyển đổi DC-DC, hệ thống quản lý pin, bộ phân phối điện,…
Triển vọng ứng dụng vật liệu từ tính trong ngành sản xuất xe ô tô điện
Ngày nay, sự bùng nổ của các phương tiện sử dụng năng lượng mới đã mang lại không gian phát triển khổng lồ cho vật liệu từ tính.
Theo báo cáo tài chính quý 3/2023 kết thúc vào ngày 30/09/2023 do VinFast Auto Ltd. (Nasdaq: VFS), công ty thành viên của Vingroup, nhà sản xuất xe điện số 1 Việt Nam, công bố mới đây. VinFast đã bàn giao 10.027 ô tô điện trong quý 3/2023. Tăng 5% so với quý 2/2023. nâng tổng số xe tiêu thụ 9 tháng đầu năm 2023 lên 21.342 xe. Quý 3 cũng bước đầu ghi nhận doanh số tích cực hơn trong tháng 9 tại thị trường Bắc Mỹ, đặc biệt là Canada.
Bên cạnh ô tô điện, trong quý 3/2023, VinFast ghi nhận doanh số xe máy điện ấn tượng. với 28.220 xe đã bàn giao, tăng 177% so với quý 2/2023 và tăng 113% so với quý 3/2022.
Kết luận
Sự phát triển của ngành công nghiệp xe năng lượng mới trên thế giới đã bước vào giai đoạn phát triển nhanh chóng về quy mô. Bất kể thị phần hạ nguồn trong tương lai. Hay tốc độ tăng trưởng của các vật liệu từ tính quan trọng như thế nào. Sự phát triển của lĩnh vực phương tiện năng lượng mới đều có tầm quan trọng lớn và có ảnh hưởng sâu rộng.
Là vật liệu cốt lõi cơ bản của các linh kiện điện tử quan trọng. Vật liệu từ tính được sử dụng rộng rãi trong mọi khía cạnh của động cơ truyền động phương tiện năng lượng mới. Cọc sạc, hệ thống quản lý pin, bộ sạc AC/DC, bộ chuyển đổi DC/DC và các bộ phận khác. Được kích thích bởi nhu cầu. Và hiện nay một loạt hệ thống sản phẩm vật liệu từ tính đã được hình thành. Là một phân khúc của vật liệu từ tính xe năng lượng mới. Sự cạnh tranh trên thị trường cũng rất khốc liệt…
