En los vehículos de nueva energía, los imanes permanentes de NdFeB suelen instalarse en el rotor de un motor síncrono de imanes permanentes (PMSM). Cuando la corriente pasa por el devanado del estator para generar un campo magnético giratorio, el campo magnético inherente del imán permanente interactúa con él, generando par que impulsa el rotor a girar; este es el proceso físico preciso que ocurre al pisar la "puerta". Por lo tanto, los imanes permanentes de tierras raras se consideran el "corazón invisible" de los vehículos de nueva energía.

Imanes permanentes de tierras raras: el "rey de los imanes" de los motores modernos

La historia del desarrollo de los materiales de tierras raras como imanes permanentes puede describirse como una evolución de la ciencia de los materiales. Desde los primeros imanes naturales, pasando por los imanes de AlNiCo a principios del siglo XX, hasta los materiales de imanes permanentes de ferrita en 1947, la humanidad ha buscado constantemente propiedades magnéticas más potentes. La verdadera revolución se produjo en 1983 con la aparición del material de imanes permanentes de tierras raras de tercera generación, el neodimio-hierro-boro (NdFeB).

¿Por qué se le conoce al neodimio hierro boro como el "rey de los imanes permanentes"? Su producto de energía magnética es de 10 a 15 veces mayor que el de la ferrita, de 5 a 8 veces mayor que el de los materiales de excitación eléctrica tradicionales, y solo superado por la excitación superconductora. Este material posee una remanencia y coercitividad extremadamente altas, una fuerte capacidad antidesmagnetizadora y permite que el motor genere un campo magnético potente en un volumen más pequeño.

¿Por qué es necesario contar con vehículos de nuevas energías?

A diferencia de los vehículos de combustible tradicionales, los vehículos de nuevas energías tienen requisitos casi estrictos para los motores de accionamiento: alta potencia, tamaño compacto, peso ligero y alta eficiencia. Los motores síncronos de imanes permanentes de tierras raras cumplen estos requisitos a la perfección:

Rey de la eficiencia: La eficiencia puede alcanzar hasta el 97%, lo que es un 6% más alto que la eficiencia del motor de inducción utilizado por Tesla en sus inicios, lo que se traduce directamente en una mayor autonomía.

Rey de la densidad de potencia: tamaño pequeño, peso ligero y densidad de potencia que supera ampliamente a otros tipos de motores, lo que hace que el diseño del vehículo sea más flexible.

Control preciso: precisión de regulación de alta velocidad, velocidad de respuesta rápida y respuesta de potencia suave e inmediata.

Por el contrario, si bien los motores de inducción de CA son económicos y resistentes a altas temperaturas, presentan una baja densidad de potencia; los motores de reluctancia conmutada son económicos, pero presentan un alto nivel de ruido y vibración. En términos de rendimiento integral, los motores síncronos de imanes permanentes de tierras raras son, sin duda, la solución óptima para los motores de propulsión de vehículos de nueva energía.

Según las investigaciones, cada vehículo de nueva energía consume una media de 2,5 kg de imán permanente de NdFeB Materiales. Con el crecimiento explosivo de los vehículos de nueva energía:

Se espera que en 2025 la demanda mundial de imanes de tierras raras para vehículos de nueva energía alcance las 30.000 toneladas.

La tasa de crecimiento compuesto de la demanda de imanes de tierras raras entre 2021 y 2025 es del 35 % o más, y los vehículos de nueva energía contribuyen con aproximadamente el 60 % de ese crecimiento.

Aunque los imanes permanentes de tierras raras son pequeños, se han convertido en una "vitamina industrial" indispensable para los vehículos de nuevas energías. En el ámbito de los vehículos de nuevas energías, la esencia de la competencia se ha desplazado del ámbito de la aplicación al ámbito de la ciencia básica. Gracias a sus ventajas en recursos de tierras raras y tecnología de procesamiento, China está convirtiendo este recurso estratégico en un punto de apoyo para definir el futuro paradigma de la tecnología automotriz.