報(bào)告出品/作者：華金證券、劉荊

以下為報(bào)告原文節(jié)選

------

一、 新能源汽車是磁材的關(guān)鍵下游

新能源汽車的蓬勃發(fā)展給磁性材料帶來(lái)巨大的發(fā)展空間。我國(guó)新能源汽車銷量從 2016 年的的 50.7 萬(wàn)輛提高到 2021 年的 352.1 萬(wàn)輛，年均增長(zhǎng)率達(dá)到 47.34%，2022 年 1-9 月實(shí)現(xiàn)銷量387.7 萬(wàn)輛，已超過去年全年銷售量, 9 月新能源車零售滲透率首次突破 30%，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入規(guī)?；焖侔l(fā)展的新階段。 無(wú)論從關(guān)鍵磁材未來(lái)的下游占比還是增長(zhǎng)率來(lái)看，新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展都舉足輕重 ，影響深遠(yuǎn) 。磁性材料作為關(guān)鍵電子元器件的基礎(chǔ)核心材料，大量應(yīng)用到了汽車電機(jī)、車體、車身底盤和信息部件的各個(gè)方面，在汽車工業(yè)的發(fā)展中扮演越來(lái)越重要的角色。據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車部件通常有 2 萬(wàn)左右，其中磁性部件多達(dá)數(shù)千個(gè)。
電動(dòng)化尚未止步 ， 智能化猶有可為 。新能源汽車上半場(chǎng)主要圍繞電動(dòng)化進(jìn)行，我們認(rèn)為電動(dòng)化更多的是圍繞市場(chǎng)需求提高性價(jià)比，降本增效展開， 磁材作為電動(dòng)化不可或缺的一部分肩負(fù)著提高能效 ， 降低成本的重任。一方面，企業(yè)需要改進(jìn)現(xiàn)有磁材的性能或是研發(fā)新一代磁材，提高飽和磁通密度、矯頑力、電阻率等關(guān)鍵指標(biāo)，從而提高汽車能量的利用率，避免過多的能量損耗，另一方面，磁材制作的電感、電子變壓器都是定制性，需要與客戶溝通，從材料、工藝、機(jī)械生產(chǎn)化等方面探索降低成本的可能性。按照新能源汽車補(bǔ)貼相關(guān)政策，2022 年 12 月 31 日補(bǔ)貼將終止，如何降低補(bǔ)貼退坡帶來(lái)的汽車成本壓力等已成為新能源汽車廠商亟需解決的難題。
智能化方面，主要以電動(dòng)化為基礎(chǔ)，需要全車各關(guān)鍵設(shè)備能夠根據(jù)車載處理器要求自行工作，微特電機(jī)等需求進(jìn)一步增加，車聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下，對(duì)圖像和信息采集、數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)即時(shí)處理等方面的要求會(huì)越來(lái)越高，因此對(duì)磁性器件數(shù)量和性能的要求也在提高。

二、 磁材的分類與性能

磁性材料按功能劃分，可分為永磁材料、軟磁材料和功能性磁材。衡量磁性材料性能的指標(biāo)主要包括三大系列：穩(wěn)定性、抗退磁性、抗溫性。永磁又稱硬磁，指磁性材料在經(jīng)過外加磁場(chǎng)磁化后不易退磁的磁材，軟磁是經(jīng)過外加磁場(chǎng)磁化后容易退磁的磁材。硬磁和軟磁的區(qū)別主要在于矯頑力不同，矯頑力較低的軟磁易于磁化和退磁，較高的硬磁一經(jīng)磁化很難退磁。

新能源汽車當(dāng)中應(yīng)用較多的磁性材料主要是永磁中釹鐵硼永磁、鐵氧體永磁和軟磁中的硅鋼、金屬磁粉芯、鐵氧體軟磁。
永磁中釹鐵硼永磁在剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、內(nèi)稟矯頑力、最大磁能積均優(yōu)于其他兩類磁體。剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度較大說明電機(jī)的力矩大、負(fù)載轉(zhuǎn)速高、空載和負(fù)載電流?。粌?nèi)稟矯頑力較大，電機(jī)在不同環(huán)境下較為穩(wěn)定，工作表現(xiàn)穩(wěn)定可靠；最大磁能積較大說明產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度所需要的材料體積越小。
雖然釹鐵硼的居里溫度較小，在高溫下工作表現(xiàn)不佳，但其他三項(xiàng)性能均較優(yōu)，是當(dāng)之無(wú)愧的 “ 磁王 ”。有研究表明，通過增加 Dy（鏑）能明顯改善釹鐵硼磁體的耐高溫性能。
鐵氧體永磁技術(shù)較為成熟，成本較低，在性能要求相對(duì)較低的微特電機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

軟磁中硅鋼片和非晶為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，傳統(tǒng)硅鋼片在高頻下磁導(dǎo)率變小，鐵損較大，非晶合金的磁導(dǎo)率則幾乎不改變，因此在高頻電機(jī)如驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)，非晶合金有一定優(yōu)勢(shì)，但缺點(diǎn)是薄、脆、硬，成型后沖壓加工困難，成本較高，高頻下振動(dòng)噪聲大，因此需要開發(fā)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和制造工藝。二者更適合中低頻場(chǎng)景。
鐵氧體和合金軟磁粉芯相互補(bǔ)充又有所競(jìng)爭(zhēng)，鐵氧體飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低于合金軟磁粉芯，在大功率電流下表現(xiàn)不佳，但磁導(dǎo)率低、電阻率高，有利于降低損耗及提高磁芯的工作頻率，減小磁芯的體積和質(zhì)量， 因此鐵氧體軟磁適用于高頻低功場(chǎng)景， 在小電流小功率應(yīng)用方面始終占主導(dǎo)地位。
合金軟磁粉芯結(jié)合了金屬和鐵氧體軟磁材料的優(yōu)勢(shì)，其電阻率較軟磁金屬大幅提高，能有效降低渦流損耗，且比軟磁鐵氧體具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，能滿足電力電子器件小型化、高功率密度，高頻化，集成化的要求，同時(shí)也具有更好的抗機(jī)械沖擊能力，更寬的工作溫度范圍（-55℃-200℃)等特點(diǎn)， 在大電流大功率部分會(huì)一定程度替代鐵氧體軟磁，但因存在老化、散熱、損耗高等缺陷，在要求大功率小型化的地方應(yīng)用更廣泛。

三、 電機(jī)中的磁材—釹鐵硼、硅鋼居主導(dǎo)地位

(一) 定子和轉(zhuǎn)子是永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵零部件

新能源汽車中的電機(jī)主要包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和微特電機(jī)兩類。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠根據(jù)電磁感應(yīng)定律將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力，主要由定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)殼、端蓋、連接器、旋轉(zhuǎn)變壓器等零部件組成。主流的電機(jī)類型主要包括直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)以及開關(guān)磁阻電機(jī)。其中永磁同步電機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的電機(jī)，普及率達(dá)到 90%以上。

與普通電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)使用永磁體取代了轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組，無(wú)需通電即可維持磁場(chǎng)，通過調(diào)整電壓或電阻的方式進(jìn)行調(diào)速，不僅使用的硅鋼片、銅等材料更少，更降低了定子、轉(zhuǎn)子的電流損耗和定子損耗。因此， 永磁同步電機(jī)具有節(jié)能高效、調(diào)速性能優(yōu)越、體積小、重量輕 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)， 但缺點(diǎn)是成本偏高，高位震動(dòng)可靠性較差， 且溫差較大時(shí)容易退磁，一般系在 能源汽車使用電機(jī)的工作溫度通常在 180-200 攝氏度之間，而釹鐵硼磁體的居里溫度在 340 度左右。

永磁同步電動(dòng)機(jī) 工作原理： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 通過 轉(zhuǎn)子繞組的異步轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)。啟動(dòng)完成后，轉(zhuǎn)子繞組不再起作用，由永磁體和定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。具體來(lái)看，當(dāng)永磁電機(jī)的三相定子繞組通入三相交流電后，將產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在籠型繞組內(nèi)產(chǎn)生電流，形成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，此時(shí)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子由靜止開始加速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加速到速度接近同步轉(zhuǎn)速的時(shí)候，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度稍大于轉(zhuǎn)子永磁磁場(chǎng)，它們相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子牽入到同步運(yùn)行狀態(tài)。在同步運(yùn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)不再產(chǎn)生電流。此時(shí)轉(zhuǎn)子上只有永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，它與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

定子和轉(zhuǎn)子是電機(jī)中的核心部件。定子是電機(jī)中靜止不動(dòng)的部分，圓筒內(nèi)側(cè)纏繞有很多繞組，繞組與外部電源接通，整個(gè)圓筒與機(jī)座固定在一起。定子由鐵芯導(dǎo)磁體（ 硅鋼片）和三相繞組（ 線圈在定子內(nèi)每120度為一個(gè)單元，相互對(duì)稱排列，形成 360 度的圓柱形定子）組成。

轉(zhuǎn)子是定子內(nèi)部纏有繞組的圓柱體，是電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件，。它們與電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接在一起并同速旋轉(zhuǎn)。定子和轉(zhuǎn)子之間沒有任何鏈接和接觸。 轉(zhuǎn)子由永磁體和鐵芯導(dǎo)磁體組成，永磁體通常安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯周圍，安裝方式包括表面凸出式、表面嵌入式和內(nèi)嵌式。凸出式安裝成本較低，內(nèi)嵌式安裝可以在表面制成極靴，改善磁場(chǎng)的線性分布，有助于提高電機(jī)本身的功率密度和過載能力。

(二) 微特電機(jī)數(shù)量最高近百臺(tái)

微特電機(jī)是指原理、結(jié)構(gòu)、性能、作用等與常規(guī)電機(jī)不同,并且體積和輸出功率都很小的電機(jī)。汽車用微特電機(jī)主要類型有單相異步電機(jī)、永磁無(wú)刷電機(jī)等，由于汽車用微特電機(jī)技術(shù) 發(fā)展重點(diǎn)為高效節(jié)能電機(jī)，永磁無(wú)刷電機(jī) 是大勢(shì)所趨。
一般微特電機(jī)的外徑不大于 130mm,功率在數(shù)百毫瓦和數(shù)百瓦之間，主要分布于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身三大部位及附件中，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分，未來(lái)將逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)，成為汽車的“關(guān)節(jié)”。

通常情況下，新能源汽車需要配備 1-2 臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，若干數(shù)量微特電機(jī)，微特電機(jī)使用數(shù)量多少與汽車檔次成正比，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每輛經(jīng)濟(jì)型汽車配備 20 臺(tái)以上小電機(jī)，高級(jí)轎車配備 50 臺(tái)以上小電機(jī)，豪華型轎車配備近百臺(tái)小電機(jī)。
微特電機(jī)主要應(yīng)用在以下零部件上；（1） 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件上的應(yīng)用：主要是在汽車起動(dòng)機(jī)、電噴控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)水箱散熱器及發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用；（2）汽車底盤車架上的微特電機(jī)，主要應(yīng)用在汽車電子懸架控制系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置（EPS）、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、汽車巡航控制系統(tǒng)、防抱死控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)動(dòng)力控制系統(tǒng)中；（3）汽車車身部件上的微特電機(jī)，主要使用在中央門鎖裝置、電動(dòng)后視鏡、自動(dòng)升降天線、電動(dòng)天窗、自動(dòng)前燈、電動(dòng)汽車座椅調(diào)整器、電動(dòng)玻璃升降器、電動(dòng)刮水器、空調(diào)系統(tǒng)、電子車速里程表等；（4）汽車附件上的微特電機(jī)，主要應(yīng)用于吸塵器、充氣機(jī)、氣泵、拋光機(jī)、電動(dòng)座椅按摩器等裝置。

(三) 電機(jī)核心材料——釹鐵硼、硅鋼

驅(qū)動(dòng)電機(jī)中構(gòu)成定子、轉(zhuǎn)子的主要材料是高性能釹鐵硼（以速凝甩帶法制成、內(nèi)稟矯頑力 Hcj(kOe)和最大磁能積(BH)max(MGOe)之和大于 60 的燒結(jié)釹鐵硼永磁 ）和無(wú)取向硅鋼（鋼中 Si 含量高于 0.5%、具有特定磁性能的 Fe-Si 或 Fe-Si-Al 軟磁合金） ）。 根據(jù)我們測(cè)算，釹鐵硼磁材和硅鋼片占電機(jī)原材料成本的 30%和 和 20% ，占整車成本的 4.5% %和 和 3% 。

-----------報(bào)告摘錄結(jié)束 更多內(nèi)容請(qǐng)閱讀報(bào)告原文-----------

報(bào)告合集專題一覽 X 由【虎鯨報(bào)告】定期整理更新

新能源 / 汽車 / 儲(chǔ)能

新能源汽車 | 儲(chǔ)能 | 鋰電池 | 燃料電池 | 動(dòng)力電池 | 動(dòng)力電池回收 | 氫能源 | 充電樁 | 互聯(lián)網(wǎng)汽車 | 智能駕駛 | 自動(dòng)駕駛 | 汽車后市場(chǎng) | 石油石化 | 煤化工 | 化工產(chǎn)業(yè) | 磷化工 | 基礎(chǔ)化工 | 加油站 | 新材料 | 石墨烯 | 高分子 | 耐火材料 | PVC | 聚氯乙烯 | 綠色能源 | 清潔能源 | 光伏 | 風(fēng)力發(fā)電 | 海上發(fā)電

（特別說明：本文來(lái)源于公開資料，摘錄內(nèi)容僅供參考，不構(gòu)成任何投資建議，如需使用請(qǐng)參閱報(bào)告原文。）

精選報(bào)告來(lái)源：虎鯨報(bào)告