GB/T 38090-2019 电动汽车驱动电机用永磁材料技术要求

　　ICS 29 . 030 K 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 38090—2019

　　电动汽车驱动电机用永磁材料技术要求

　　Technicalrequirementsofpermanentmagnetsfordrivemotorofelectricvehicle

　　2019-10-18 发布 2020-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 38090—2019

　　GB/T 38090—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国电器工业协会提出。

　　本标准由全国电工合金标准化技术委员会(SAC/TC 228)归口 。

　　本标准起草单位：上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、中国计量科学研究院、宁波韵升股份有限公司、上海大学、上海电驱动股份有限公司、中国计量大学、精进电动科技股份有限公司、上海大郡动力控制技术有限公司、桂林电器科学研究院有限公司、天津三环乐喜新材料有限公司、宁波科田磁业有限公司、宁波永久磁业有限公司、浙江鑫盛永磁科技有限公司、宁德市星宇科技有限公司、深圳市东升磁业有限公司、中国质量认证中心、广东省工业分析检测中心。

　　本标准主要起草人：曹海东、贺建、沈国迪、严瑾、舒康颖、缪文泉、黄苏融、蔡蔚、谢永忠、刘伍利、王育平、应红亮、郭建文、胡翠华、张民、任荷芬、林安利、侯瑞芬、鲍金胜、吕竹风、郑希东、张喆、梁鑫磊、贾爱萍、伍超群。

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　　电动汽车驱动电机用永磁材料技术要求

　　1 范围

　　本标准规定了电动汽车驱动电机用烧结钕铁硼永磁材料的磁性能、温度特性、磁性能允许偏差、尺寸允许偏差、耐腐蚀性能等技术要求，以及试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。

　　本标准适用于制造电动汽车驱动电机等用途的烧结钕铁硼永磁材料(以下简称永磁材料)。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第 1 部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样

　　计划

　　GB/T 2900 . 60—2002 电工术语 电磁学

　　GB/T 3217 永磁(硬磁)材料 磁性试验方法

　　GB/T 6461—2002 金属基体上金属和其他无机覆盖层 经腐蚀试验后的试样和试件的评级GB/T 6462 金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法

　　GB/T 9637—2001 电工术语 磁性材料与元件

　　GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验

　　GB/T 24270 永磁材料磁性能温度系数测量方法

　　GB/T 29628 永磁(硬磁)脉冲测量方法指南

　　GB/T 31967 . 2 稀土永磁材料物理性能测试方法 第 2 部分：抗弯强度和断裂韧度的测定GB/T 34491 烧结钕铁硼表面镀层

　　IEC 60404-14 磁性材料 第 14 部分：用抽拉或旋转方式测量铁磁材料试样磁偶极矩的方法

　　3 术语及定义

　　GB/T 2900 . 60—2002、GB/T 9637—2001 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　最高工作温度 maximum operatingtemperature

　　φ10 mm×7 mm 规格试样在恒温 3 h 开路磁通减少量为 5%的极限温度。

　　4 牌号

　　永磁材料牌号由以下两部分组成：

　　a) 类型代号 D-NdFeB,表示电动汽车驱动电机用烧结钕铁硼永磁材料;

　　b) 磁性能数字代号，参照 GB/T 17951—2005 ,斜线前面的数字表示最大磁能积(BH)max(单位为kJ/m3 ) ,斜线后面的数字表示内禀矫顽力 HcJ(单位为 kA/m )的十分之一。

　　示例：D-NdFeB 240/239 表示电动汽车驱动电机用烧结钕铁硼永磁材料公称最大磁能积(BH)max 为 240 kJ/m3 、内

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　　禀矫顽力 HcJ 为 2 388 kA/ m。

　　附录 A 给出了 CGS单位制分类牌号与 SI单位制的分类牌号的对照。

　　5 要求

　　5 . 1 磁性能

　　永磁材料的牌号、主要磁性能(在 20 ℃时)和最高工作温度应符合表 1 的规定。

　　表 1 永磁材料牌号、主要磁性能和最高工作温度

　　5 . 2 温度系数

　　永磁材料温度系数(α)应符合表 2 要求。永磁材料在温度变化的上限温度下的方形度 Hk /HcJ 应大于 90% 。

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　　表 2 永磁材料的温度系数

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　　5 . 3 电阻率

　　永磁材料在垂直于易磁化方向的电阻率应不小于 1.22 μΩ· m,平行于易磁化方向的电阻率应不小于 1.38 μΩ · m。

　　5 . 4 抗弯强度

　　永磁材料在垂直于易磁化方向的抗弯强度应不小于 220 MP,平行于易磁化方向的抗弯强度应不小于 180 MPa。

　　5 . 5 产品磁矩一致性

　　产品磁矩一致性(在 20 ℃温度条件下)应满足以下要求：质量在 10 g 以上永磁体的磁矩偏差应小于 4% ,质量在 5 g~10 g永磁体的磁矩偏差应小于 6% ,质量在 5 g 以下永磁体的磁矩偏差应小于 8%。

　　5 . 6 高温不可逆磁损

　　永磁材料的高温不可逆磁损由供需双方商定。

　　5 . 7 镀层(或涂层)厚度

　　永磁体经表面处理后中心镀层(或涂层)厚度范围为 3 μm~70 μm,边角处的镀层(或涂层)厚度允许与磁体中心位置的厚度存在差异，但该厚度差应不大于 30 μm。

　　5 . 8 耐腐蚀性

　　永磁体耐腐蚀性应满足表 3 规定的盐雾试验时间要求，试验后应达到 GB/T 6461—2002 规定的保护评级与外观评级 10 级的要求。

　　表 3 永磁体中性盐雾试验时间

　　5 . 9 结合力

　　永磁体镀层(或涂层)与基体之间结合良好，性能要求由供需双方商定。

　　5 . 10 外观尺寸

　　永磁体表面不应有影响使用的裂纹、沙眼、夹杂和边角脱落等缺陷，尺寸偏差、形状和位置偏差应符合表 4 规定。 外观缺陷的尺寸限制及其他特殊要求由供需双方共同商定。

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　　表 4 永磁体尺寸及形位偏差

　　6 试验方法

　　6 . 1 磁性能

　　永磁材料主要磁性能的测试按 GB/T 3217 或 GB/T 29628 的规定进行。

　　6 . 2 温度系数

　　永磁材料温度系数的测试按 GB/T 24270 的规定进行。

　　6 . 3 电阻率

　　永磁材料电阻率测量方法按附录 B 的规定进行。

　　6 . 4 抗弯强度

　　永磁材料抗弯强度的测试按 GB/T 31967 . 2 的规定进行。

　　6 . 5 产品磁矩一致性

　　永磁体磁矩的测量按 IEC 60404-14 的规定进行。 产品磁矩一致性为抽样产品磁矩极差(最大值与最小值之差)与平均值的比值。

　　6 . 6 高温不可逆磁损

　　永磁材料高温不可逆磁损测量参照附录 C描述的方法进行。

　　6 . 7 镀层(或涂层)厚度

　　永磁体镀层(或涂层)厚度测量按 GB/T 6462 的规定进行。

　　如有多种金属镀层，则测量镀层总厚度。

　　6 . 8 耐腐蚀性

　　永磁体耐腐蚀试验按 GB/T 10125 的规定进行。

　　6 . 9 结合力

　　永磁体镀层(或涂层)结合力的测试按 GB/T 34491 的规定进行。

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　　6 . 10 外观尺寸

　　采用 目测的方式检测永磁体的外观。 尺寸测量应采用和 5 . 10 要求相适应的量具。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检验分类

　　检验分出厂检验和型式检验，本标准只规定出厂检验的检验规则，型式检验规则由供需双方商定。

　　7 . 2 检验项目

　　产品出厂检验项 目应含 5 . 1 、5 . 2、5 . 5、5 . 6、5 . 7、5 . 8 和 5 . 10 规定的各项 。

　　7 . 3 产品出厂检验抽样和组批规则

　　产品出厂检验抽样规则按表 5 。每批产品应由同一牌号、同一炉次制成的同一规格的产品组成。

　　表 5 产品出厂检验抽样规则

　　7 . 4 检验结果判定及复验规则

　　产品检验中的每项均合格时，则该批产品为合格;如有不合格项，则从该批产品中取双倍试样对不合格项目进行复验，复验时，所有复验项合格，则该批产品合格;若复验时仍存在不合格项，则判定该批产品为不合格。

　　型式检验的结果判定及复验规则由供需双方协商。

　　8 标志、包装、运输、贮存

　　8 . 1 标志

　　8 . 1 . 1 每批产品应附有产品合格证及产品质量保证书，并盖有检验员和质量检验部门印鉴。

　　8 . 1 . 2 产品合格证应标明：

　　a) 供货产品名称(或代表符号)、尺寸规格及批号;

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　　b ) 数量 ;

　　c ) 检验日期;

　　d ) 制造商名称及地址;

　　e) 检验员代号和检验部门印鉴;

　　f) 产品执行标准编号。

　　8 . 1 . 3 如适用，产品质量保证书应包括：

　　a) 供货产品名称(或代表符号);

　　b ) 产品执行标准编号;

　　c ) 规格尺寸;

　　d ) 数量 ;

　　e ) 批号 ;

　　f) 出厂 日期;

　　g) 制造商名称;

　　h ) 产品性能测定结果。

　　8 . 2 包装

　　产品可以磁化或不磁化交货，并可以组装在磁路中交货。 永磁体应采用合适材质进行包装，应避免因松动造成碰撞损坏。 磁化交货产品的包装应采取磁屏蔽措施，符合国家相关规定。

　　包装箱应附装箱清单，内容包括：

　　a) 供方名称;

　　b ) 产品名称;

　　c ) 牌号 ;

　　d ) 规格尺寸;

　　e ) 批号 ;

　　f) 件数 ;

　　g) 净质量;

　　h ) 出厂 日期。

　　8 . 3 运输、贮存

　　产品在运输过程中应小心轻放，应避免剧烈震动造成机械损伤。 产品应存放于室温、通风干燥、无腐蚀气体的场所。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　烧结钕铁硼永磁材料 CGS与 SI单位制牌号对照

　　CGS单位制分类牌号与 SI单位制的分类牌号的对照见表 A. 1 。

　　表 A.1 CGS与 SI单位制的分类牌号对照表

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　烧结钕铁硼永磁材料电阻率测量方法

　　B.1 测量原理

　　永磁材料电阻率的试验方法参照范德堡(Van Der Pauw)法，具体的测量原理(示意图)如图 B. 1

　　所示。

　　图 B.1 烧结钕铁硼永磁材料电阻率测量电路示意图

　　B.2 仪器设备

　　测量时，需要以下主要仪器设备：

　　— 最大允许误差为 ±0 .1%的采样电阻;

　　— 稳定度高于 0.01%的直流电流源，可提供 1 A~10 A 范围的电流;

　　— 最大允许误差为 ±0 .02%的数字电压表，用于确定输出电流的大小;

　　— 最大允许误差为 ±0.02%的高精度纳伏电压表，用于测量接触端之间的电压;

　　— 能够给被测圆柱形试样的 4 个对称边缘提供线接触的基座。

　　B.3 试样

　　被测试样应为圆柱形，为保证电压信号足够大，被测试样的厚度应不大于 10 mm。4 个接触端的位置应沿圆周对称分布，且保证能与被测试样良好接触。触头圆角半径应不大于 2 mm。

　　B.4 测量步骤

　　测量步骤为：

　　a) 如图 B.1 所示，将 1 、2 接触端与电流源连接，3、4 接触端与纳伏表连接，根据试样的厚度设置电流源的输出电流为 犐12 ,同时读取纳伏表的读数 犝43 ;

　　b ) 同理，将 2、3 接触端与电流源连接，1 、4 接触端与纳伏表连接，重新设置电流源的输出电流为犐23 ,犐23应等于 犐12 ,同时读取纳伏表的读数 犝14 ;

　　c) 按式(B.1)计算电阻率：

　　…………………………( B.1 )

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　　式中：

　　ρ — 电阻率，单位为微姆欧米(μΩ· m) ;

　　d — 试样厚度，单位为毫米(mm) ;

　　U43 — 接触端 4、3 之间的电压，单位为毫伏(mV) ;

　　U14 — 接触端 1 、4 之间的电压，单位为毫伏(mV) ; I12 — 接触端 1 、2 之间的电流，单位为安培(A) ;

　　I23 — 接触端 2、3 之间的电流，单位为安培(A)。

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　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　永磁材料高温不可逆磁损(磁衰减)测量方法

　　C.1 高温不可逆磁损(磁衰减)的计算

　　永磁体在高温下保温，冷却后与原始室温磁偶极矩(磁通)比较，按式(C. 1)计算磁衰减率：

　　…………………………( C.1 )

　　式中：

　　η — 永磁材料高温不可逆磁损率(磁衰减率);

　　Φ0 — 原始状态室温下(℃)测得的磁偶极矩(磁通)，单位为韦伯米(韦伯)，[Wb · m(Wb)] ;

　　Φt— 在高温t(℃) 下保温，冷却后在室温下测得的磁偶极矩(磁通)，单位为韦伯米(韦伯)， [ Wb · m ( Wb)] 。

　　C.2 测量方法 1

　　C.2. 1 测量环境温度为 20 ℃。测量前，为使试样温度与环境温度保持一致，试样应在室温环境中放置不少于 30 min。

　　C.2 .2 将试样磁化至饱和。

　　C.2.3 按 IEC 60404-14 使用磁通计配合亥姆霍兹线圈测量磁通量 Φ0 。

　　C.2 .4 试样摆放在厚度为 3 mm±0 .1 mm、材质为 Q235 铁板上，极性朝向一致，且垂直于铁板平面;试样间隔至少为 50 mm,距铁板边缘 50 mm 以上。将试样连同铁板放入高温箱中，待高温箱达到设定的测量温度后，保温 2 h,高温箱温度波动应控制在 ±2 ℃以内。

　　C.2.5 保温结束后，将试连同铁板从高温箱中取出，自然冷却至室温。

　　C.2.6 测量试验后的磁通量 Φt。按式(C.1)计算磁衰减率。

　　C.2.7 按上述方法测得牌号为 D42UH,规格为 22. 5 × 13. 7 × 5,经 150 ℃ × 2 h 后磁衰减率平均值0.68%、最大值 0.85%;经 180 ℃ × 2 h后磁衰减率平均值 2.57%、最大值 4.20%。此值可供供需双方

　　签订协议时参考。

　　C.3 测量方法 2

　　C.3. 1 测量环境温度为 20 ℃。测量前，为使试样温度与环境温度保持一致，试样应在室温环境中放置不少于 30 min。

　　C.3 .2 将试样磁化至饱和。

　　C.3.3 使用磁通计配合亥姆霍兹线圈按 IEC 60404-14 测量磁通量 Φ0 。

　　C.3.4 试样摆放在厚度为 3 mm±0.1 mm、材质为 Q235 铁板上，每块磁钢的 N 极与 S 极交错放置，其

　　间距为磁钢最长边距离，且磁极方向垂直于铁板平面。 将试样连同铁板放入高温箱中，待高温箱达到设

　　定的测量温度 180 ℃后，保温 2 h,高温箱温度波动应控制在 ±2 ℃以内。

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　　C.3.5 保温结束后，将试样连同铁板从高温箱中取出，自然冷却至室温。

　　C.3.6 测量试验后的磁通量 Φt。按式(C.1)计算磁衰减率。

　　C.3.7 重复 C.3.4~C.3.6 共 4 次。

　　C.3.8 按上述方法测得 5 次高温循环后，试样的不可逆磁损(磁衰减)平均值<0.5%,单块试样不可逆磁损(磁衰减)<1%。此值可供供需双方在签订协议时参考。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 17951—2005 硬磁材料一般技术条件