磁性材料产业链及应用领域

磁性材料制造产业链主要包括研发、设计、制造、销售、运输、品牌塑造等环节。其中，研发、销售和品牌塑造是决定磁材企业盈利水平的关键环节。目前，中国磁性材料行业的主要经营模式为直销，即磁性材料生产商向下游供应商直接销售产品。影响磁材行业盈利水平不同的关键因素是产品附加值，即技术含量、功能、和质量。

上文中我们已经对磁性材料的具体分类有了相关了解，下面我们重点了解下磁性材料的下游应用领域。

1.新能源汽车是磁材的关键下游

新能源汽车的蓬勃发展给磁性材料带来巨大的发展空间。我国新能源汽车销量从2016年的的50.7万辆提高到2021年的352.1万辆，年均增长率达到47.34%，2022年1-9月实现销量387.7万辆，已超过去年全年销售量,9月新能源车零售渗透率..突破30%，我国新能源汽车产业发展已进入规模化快速发展的新阶段。无论从关键磁材未来的下游占比还是增长率来看，新能源汽车领域的发展都举足轻重，影响深远。磁性材料作为关键电子元器件的基础核心材料，大量应用到了汽车电机、车体、车身底盘和信息部件的各个方面，在汽车工业的发展中扮演越来越重要的角色。据统计，汽车部件通常有2万左右，其中磁性部件多达数千个。

电动化尚未止步，智能化犹有可为。新能源汽车上半场主要围绕电动化进行，电动化更多的是围绕市场需求提高性价比，降本增效展开，磁材作为电动化不可或缺的一部分肩负着提高能效，降低成本的重任。一方面，企业需要改进现有磁材的性能或是研发新一代磁材，提高饱和磁通密度、矫顽力、电阻率等关键指标，从而提高汽车能量的利用率，避免过多的能量损耗；另一方面，磁材制作的电感、电子变压器都是定制性，需要与客户沟通，从材料、工艺、机械生产化等方面探索降低成本的可能性。

智能化方面，主要以电动化为基础，需要全车各关键设备能够根据车载处理器要求自行工作，微特电机等需求进一步增加，车联网趋势下，对图像和信息采集、数据传输，数据即时处理等方面的要求会越来越高，因此对磁性器件数量和性能的要求也在提高。

2.电机中的磁材—钕铁硼、硅钢居主导地位

（1）定子和转子是永磁同步电机的关键零部件

新能源汽车中的电机主要包括驱动电机和微特电机两类。驱动电机能够根据电磁感应定律将电能转换成机械能为电动汽车提供动力，主要由定子、转子、机壳、端盖、连接器、旋转变压器等零部件组成。主流的电机类型主要包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机以及开关磁阻电机。其中永磁同步电机是目前应用..为广泛的电机，普及率达到90%以上。

与普通电机相比，永磁同步电机使用永磁体取代了转子的励磁绕组，无需通电即可维持磁场，通过调整电压或电阻的方式进行调速，不仅使用的硅钢片、铜等材料更少，更降低了定子、转子的电流损耗和定子损耗。因此，永磁同步电机具有节能..、调速性能优越、体积小、重量轻、结构简单的优点，但缺点是成本偏高，高位震动可靠性较差，且温差较大时容易退磁，一般系能源汽车使用电机的工作温度通常在180-200摄氏度之间，而钕铁硼磁体的居里温度在340度左右。

永磁同步电动机工作原理：永磁同步电动机通过转子绕组的异步转矩实现启动。启动完成后，转子绕组不再起作用，由永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用产生驱动转矩。

定子和转子是电机中的核心部件。定子是电机中静止不动的部分，圆筒内侧缠绕有很多绕组，绕组与外部电源接通，整个圆筒与机座固定在一起。定子由铁芯导磁体（硅钢片）和三相绕组（线圈在定子内每120度为一个单元，相互对称排列，形成360度的圆柱形定子）组成。

转子是定子内部缠有绕组的圆柱体，是电机中的旋转部件。它们与电动机的动力输出轴连接在一起并同速旋转。定子和转子之间没有任何链接和接触。转子由永磁体和铁芯导磁体组成，永磁体通常安装在转子铁芯周围，安装方式包括表面凸出式、表面嵌入式和内嵌式。凸出式安装成本较低，内嵌式安装可以在表面制成极靴，改善磁场的线性分布，有助于提高电机本身的功率密度和过载能力。

（2）微特电机数量..近百台

微特电机是指原理、结构、性能、作用等与常规电机不同,并且体积和输出功率都很小的电机。汽车用微特电机主要类型有单相异步电机、永磁无刷电机等，由于汽车用微特电机技术发展重点为..节能电机，永磁无刷电机是大势所趋。

一般微特电机的外径不大于130mm,功率在数百毫瓦和数百瓦之间，主要分布于汽车的发动机、底盘、车身三大部位及附件中，是汽车动力系统的重要组成部分，未来将逐渐取代传统的机械系统，成为汽车的“关节”。

通常情况下，新能源汽车需要配备1-2台驱动电机，若干数量微特电机，微特电机使用数量多少与汽车档次成正比，据统计，每辆经济型汽车配备20台以上小电机，..轿车配备50台以上小电机，豪华型轿车配备近百台小电机。

微特电机主要应用在以下零部件上；1）汽车发动机部件上的应用：主要是在汽车起动机、电喷控制系统、发动机水箱散热器及发电机中的应用；2）汽车底盘车架上的微特电机，主要应用在汽车电子悬架控制系统、电动助力转向装置（EPS）、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、防抱死控制系统及驱动动力控制系统中；3）汽车车身部件上的微特电机，主要使用在中央门锁装置、电动后视镜、自动升降天线、电动天窗、自动前灯、电动汽车座椅调整器、电动玻璃升降器、电动刮水器、空调系统、电子车速里程表等；4）汽车附件上的微特电机，主要应用于吸尘器、充气机、气泵、抛光机、电动座椅按摩器等装置。

（3）电机核心材料——钕铁硼、硅钢

驱动电机中构成定子、转子的主要材料是高性能钕铁硼（以速凝甩带法制成、内禀矫顽力Hcj(kOe)和..磁能积(BH)max(MGOe)之和大于60的烧结钕铁硼永磁）和无取向硅钢（钢中Si含量高于0.5%、具有特定磁性能的Fe-Si或Fe-Si-Al软磁合金）。根据测算，钕铁硼磁材和硅钢片占电机原材料成本的30%和20%，占整车成本的4.5%和3%。

3.软磁材料是新能源汽车电气电路关键元器件材料

（1）软磁材料在新能源汽车广泛应用

随着汽车电子多功能化应用普及，在汽车电子配套的软磁元器件朝着高频化、低损耗、耐高温、抗干扰性强方向发展。软磁材料主要是作为电感器、变压器、扼流圈、滤波器中的磁芯，应用在车载DC/DC变换器、充电桩、OBC车载充电机、HEV动力系统功率转换、照明系统、ECU（电子控制系统改）、BMS（电池管理系统）、PDU（电源分配单元）、倒车雷达系统、胎压检测系统、无人驾驶感应系统、车身EMI、传感系统等部件，发挥调节电压、滤波、储能等作用。

（2）高端铁氧体利润空间较大，800V趋势下合金软磁粉芯受益颇多

软磁铁氧体在汽车电子中需求..多，应用..广。软磁铁氧体作为一种高频电气特性优良、成本相对低廉、易于加工成不同形状尺寸产品的电子的功能材料，广泛应用于汽车上的各种电感器、变压器、扼流圈、滤波器，其中..材料领域利润空间较大。目前EV、HEV所用的技术含量较高的铁氧体产品，大多为日本和欧美等..铁氧体厂家垄断。

非晶和纳米晶合金是电动汽车目前..为理想的软磁材料，在新能源汽车中的应用有待进一步扩展。

金属软磁粉芯在800V高压平台趋势下受益较多。对应到软磁需求来看，金属软磁粉芯软磁由于饱和磁通密度大等综合性能优越，将进一步打开增长空间。

4.充电桩保有率及直流充电桩占比提升打开软磁增长空间

（1）合金软磁粉芯与高端铁氧体更适配充电桩

充电桩可以分为接触式充电装置和无接触式充电装置，接触式充电桩包括直流充电桩和交流充电桩，除了交流充电桩不需要用到磁性元件外，其他均涉及电能形式的转换，充电桩即可以视为大的变压器，磁材是变压电感的主要材料之一。据统计，磁性材料在变压器等核心器件中占据15%以上成本，占充电桩成本的2.25%-3%左右。假设建设一台充电桩需要2万元，需要消耗500-600元的磁性材料，2022-2025年预计将为磁性材料带来82-98亿元左右的市场空间。充电桩的指数性增长将为变压器电感以及使用的磁材带来极大增长空间。

充电桩用到的变压器功率从几百到几千瓦都有，对功率、漏感、输入输出电压等有严格要求，其中主要用到的软磁材料通常有铁氧体、金属软磁粉芯等软磁材料。由于传统铁氧体功率损耗随温度变大较大，仅能在很窄的温度范围内实现低功耗，而充电桩大多处于室外露天环境下，环境温度范围较宽，因此合金软磁粉芯或低功耗铁氧体在充电桩应用上略有优势。

（2）直流充电桩占比有望提升，软磁需求量达47.24%

根据横店东磁投资者关系活动，充电桩依功率不同软磁用量约0.5-2kg，至少用到20多个磁性元器件，目前直流交流充电桩的比例约在4:6左右，但随着社会对快充的需求不断增加，预计直流充电桩占比将进一步提升。根据我们测算，2025年中国新能源汽车保有量将达到4166万辆，我们假设1）车桩比逐年提升，直流交流充电桩比例平均为50%。2）软磁用量平均为1.2公斤/根。3）直流交流充电桩的比例将从4:6左右上升至5:5。4）合金软磁粉芯与高性能铁氧体的比例为3:7，后续随着快充要求的不断提高，合金软磁粉芯占比逐渐提升。综上，2025年充电桩的软磁用量将达到1.14万吨。