下一代先进电机材料：钐铁氮的关注度较高，其最大磁能积和居里温度可与烧结钕铁硼媲美
来源：不止是钢货
【ATRReport-05】下一代先进电机会采用什么材料和架构?——有节选
ATR节能与新能源汽车技术路线图2023-06-26
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1、材料创新
驱动电机核心性能的提升有赖于材料及制造工艺的突破，其中，以6.5%高硅钢、非晶/纳米晶合金、软磁复合材料为代表的新型软磁材料和以MQ3磁体、第四代永磁材料为代表的少/无重稀土永磁体是当前电机材料创新的关注重点。
当前，综合考虑性能、成本、效率和制造工艺等因素，0.25~0.35mm厚度的高磁感、低铁损、高强度无取向硅钢仍是最理想的铁芯材料，6.5%高硅钢、非晶/纳米晶合金和软磁复合材料等新型材料将是追求更高性能的选择。
降本是下一代永磁材料选择和研发是核心驱动力，晶界扩散等少重稀土工艺和MQ3磁体可显著减少重稀土使用量，下一代无重稀土材料仍在研发中，稀土铁氮应用潜力较大。目前，新能源汽车用永磁驱动电机采用的永磁体以烧结钕铁硼为主，是以Nd2Fe14B为主要磁性相的永磁材料，具体成分为铁~64-69%、钕~24-27.5%、镨~5%、硼~1.1-1.2%、镝~0.6-8%、铽~0.4-1.2%。由于镝、铽等重稀土价格较高，在成本压力下，少/无重稀土生产工艺和新型永磁材料的研发重点。一方面，晶粒细化、晶界扩散等烧结工艺的优化以及快淬-热压-热变形等新工艺（制成高密度各向异性永磁体，即MQ3磁体）可削减镝等重稀土使用量；另一方面，以稀土铁氮、稀土铁碳为代表的第四代永磁材料正在积极研发中，其中钐铁氮（Sm2Fe17Nx）的关注度较高，其最大磁能积和居里温度可与烧结钕铁硼媲美。
2、动力系统架构创新
以轮边电机和轮毂电机为代表的分布式驱动是高性能新能源汽车驱动系统架构升级的重要发展趋势。
分布式驱动作为多动力源驱动系统，能够独立控制轴间或轮间力矩、布局更加灵活，在车辆精准控制、车内空间利用、智能底盘联动等方面优势明显，将从高端乘用车和商用车市场率先应用。
其中，轮边电机可与现有电机技术实现更好地匹配，整体设计难度较低，量产进程更快，主要难点是多电机的协同控制；轮毂电机则将电机直接置于轮毂内，可进一步提升传动效率，优化底盘空间布局，是未来智能驾驶汽车的理想动力执行机构，但其与现有电驱动架构差别较大，面临控制、体积、散热、密封、簧下质量等多维度技术难题，其在乘用车领域的大规模量产应用仍有较长的路要走。
与传统集中式驱动相比，轮边电机性能更佳但成本较高，适合在高性能车型上搭载，已实现量产应用。轮边电机更适合在追求极致性能的车型上搭载。
近期，轮边电机已在比亚迪仰望U8车型首发上市。东风、奔驰、RIVIAN等国内外整车企业均有轮边电机的产品规划。
轮毂电机颠覆传统驱动架构，在驱制动一体化方面更进一步，但整体开发壁垒较高，研发与市场应用仍处于开垦期。
预计未来三到五年有望实现轮毂电机量产落地，高端乘用车和商用车将是率先应用的市场。
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