2.3 汽车动力系统用软磁铁氧体
2.3.1 EV充电装置用软磁铁氧体
纯电动汽车(EV)是用高能充电电池作为动力源驱动的汽车。EV电池充电方式分为接触式和感应式两种。前者用电缆直接连接EV和充电站。充电站实际上是一个软磁铁氧体组成的AC/DC变换器,把交流市电转变为400伏左右的直流,向EV电池组充电,其优点是构造简单,造价较低,缺点是导线插头裸露不安全,经常拔插会造成磨损,导致接触不良,影响充电的效率和可靠性。感应式充电系统克服了接触式的缺点,安全可靠,性能稳定,代表着充电技术的发展方向。在这种充电方式中,充电站端和汽车端各有一个用软磁铁氧体材料制成的大型扁平罐形磁心,其中嵌绕线圈[2],见图2。充电时两线圈靠近构成一个变压器,靠初次级间磁感应耦合将高频交流电能由充电站馈送至电池组。类似FDK的6H40等低损耗功率铁氧体是制作磁耦合装置较适合的磁心材料。由于磁心较大,产品的机械强度要求也较高,以防在振动中破碎。
图2 快速充电系统用铁氧体磁心
2.3.2 HEV动力系统用软磁铁氧体
混合动力汽车(HEV)是由内燃机和电池两种动力驱动的汽车,为了实现复杂的动力转换和传输功能,HEV动力系统内使用了多件功率转换用变压器和扼流圈。为了确保在恶劣的环境下长期可靠运行,并保持高的效率,这些变压器和扼流圈的磁心均采用高性能宽温低损耗功率软磁铁氧体材料制成,如TDK的PC95、EPCOS的N95和TDG的TPW33等材料。磁心形状有PQ、EFD、ER等。
3 结束语
我国软磁铁氧体产业经过几十年的发展,取得了很大进步,现已成为世界最大的软磁铁氧体生产国,但产能主要集中在中低端产品。在高端材料的研发上,尤其是汽车电子领域,一直落后于国外企业。笔者认为一个很重要的原因是以前汽车市场在国外,下游公司研发机构设在国外,国内企业很难及时得到下游的需求信息。随着中国成为世界最大的汽车消费国,各大公司的研发机构也会向中国发展,本地采购也会越来越多,这将给国内软磁铁氧体生产企业提供强烈的需求信息。有需求就有市场,尽管汽车电子市场门槛高,但阻挡不了对软磁铁氧体生产企业的吸引力。相信在不久的将来,国内软磁铁氧体生产企业必将在汽车电子领域大展身手。
参考文献
[1] 邵峰.软磁铁氧体的新机遇.中国电源学会第十八届学术年会,2009
[2] FDK.Development of a Ferrite Material for Inductive Chargers. http://www.fdk.com/cyber-e/technical/pi_technical06.html
作者简介:邵峰,高级工程师,现任天通控股股份有限公司磁性材料研究所副所长,浙江省铁氧体材料标准化技术委员会专家委员,浙江省电源学会理事,从事磁性材料研发、管理、生产近十年。