日立金属株式会社(以下、日立金属)は、同社の高性能フェライト磁石 NMF®15 を適用したモー ター(以下、フェライト磁石モーター)を最適化設計することで、ネオジム磁石を使用した xEV*1 用駆動モーターと同等レベルの出力が得られることを、シミュレーションで確認した。フェライト磁石モーターは、レアアースであるネオジムのほか、特に資源量が限られるジ スプロシウムやテルビウムを使用しないため、拡大する xEV 需要に対し、資源リスクの軽減と コストの抑制が期待できる。そこで日立金属では、xEV 駆動用モーター用磁石として、ネオ ジム磁石に加えて高性能フェライト磁石の提案も開始した。

 

1.背景

　カーボンニュートラル、脱炭素社会実現のため、自動車生産台数に占める xEV の比率は今後ます ます高まることが見込まれている。これに伴い xEV 用駆動モーターや発電機に使用されるネオジム磁石の生産量拡大が見込まれる。一方で、ネオジム磁石はレアアースのうち軽希土類に分類されるネオジムのほか、特に資源量が限られる重希土類のジスプロシウムやテルビウムなどが使用されることから、需要の拡大にともない資源リスクが高まることが懸念されている。

　日立金属では、これまで xEV 用モーターの小型化、軽量化につながるネオジム磁石の特性向上 に注力するとともに、省重希土類化やリサイクル技術の向上などでマテリアルフローの強化(レアアースの購入量、使用量の低減)を進めてきた。

　こうした中、日立金属 グローバル技術革新センター(GRIT)では、資源リスク軽減に向けた新た なアプローチとして、xEV 用駆動モーターにフェライト磁石を適用することを検討してきた。

 

2.概要

　日立金属は、フェライト磁石としては世界最高レベルの磁気特性を持つ同社高性能フェライト磁石NMF®15 材を、xEV 駆動モーターに適用することを想定して、シミュレーションにてモ ーターの最適化設計を実施した。その結果、磁石の搭載位置やサイズの最適化を図ることで、 以下の設計例のとおり、一定の条件下ではネオジム磁石を使用したモーターと同等レベルの出力が フェライト磁石モーターでも得られること*2 を確認した。

 

　高性能フェライト磁石使用1:モーター重量は 30%増大するが、同等の出力レベル

　高性能フェライト磁石使用2:回転数を 50%上げることで、重量、出力レベルが同等レベル

（出典：日立金属）

　このシミュレーション結果により、xEV 駆動用のような大出力のモーターにおいてもフェライト磁石を適用できる可能性が示された。そこで日立金属で は、資源リスクの軽減やコストの抑制といったユーザーの課題を解決するため、従来ネオジム磁石が採用されていた各種用途における選択肢の一つとして、高性能 フェライト磁石の提案を開始した。

（出典：日立金属）

 

　日立金属は、ネオジム磁石、フェライト磁石だけではなく、モーターの高性能、高効率化につながる材料として、コア(鉄心)用アモルファス金属、エナメル くさび線、磁性 楔 などを取りそろえるモーター材料の総合メーカー。モーターに関するユーザーの課題解決のため、ソリューションの提供を図りながらさまざまなモーター材料を供給することで、カーボンニュートラル、脱炭素社会実現に貢献していく

*1 電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)の総称。

*2 比較対象としたモーターでのシミュレーション結果であり、全てのモーターで同様の結果になるとは限らない。

 

 

（IR universe rr）

 

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