高速 EV エアコン コンプレッサーでは、ローター マグネットの選択がコストだけで決まることはほとんどありません。
2026 年までに、コンプレッサー モーターはこれまでよりも高速で、より静かに、より長く動作すると予想されます。同時に、車両プラットフォームには、より厳密な NVH 制御、部分負荷でのより高い効率、および幅広い熱範囲にわたる安定したパフォーマンスが求められています。
これらすべての制約の中心には、 ローターの磁石の材質という 1 つの重要な選択があります。.
間違った磁石グレードを選択すると、熱安定性が損なわれる可能性があります。磁気性能を過剰に指定すると、構造的なストレスが発生する可能性があります。エネルギー製品のみに注目すると、意図せず NVH が増加する可能性があります。
最新の EV コンプレッサーにおけるローター マグネットの選択は、複数の変数を考慮したエンジニアリング上の決定です。
EV コンプレッサーでは磁石の材質がより重要な理由
トラクションモーター、コンプレッサーモーターと比較すると、次のような特徴があります。
この動作プロファイルのため、ローターの磁石は以下のバランスを取る必要があります。
磁力の強さ
熱安定性
機械的堅牢性
コスト重視
安定供給
低速の産業用途では完璧に機能する磁石でも、EV のコンプレッサー条件下では故障または劣化する可能性があります。
EV コンプレッサー ローターで最も一般的な磁石の種類
1. NdFeB (ネオジム鉄ボロン)
最新のEVコンプレッサーの主要な選択肢。
強み:
高エネルギー密度 (高い BHmax)
コンパクトなローター設計が可能
強力なトルク出力
弱点:
12,000 rpm を超える高速コンプレッサーでは、長期間の安定性を確保するために、NdFeB 磁石を高級コーティングや安全な保持システムと組み合わせる必要があります。
2. 高温NdFeBグレード
2026 年には、多くのコンプレッサー プログラムで高温グレード (H、SH、UH レベルなど) が指定されます。
これらの材料:
固有保磁力の向上
不可逆的な減磁リスクを軽減
高温条件下でより優れた磁束安定性を実現
ただし、保磁力が高くなると、通常、最大エネルギー積がわずかに減少し、サイズまたは効率のトレードオフを余儀なくされます。
設計者は、熱マージンとピーク電磁性能のどちらを優先するかを決定する必要があります。
3. フェライト磁石
コスト重視のプラットフォームとして検討される場合があります。
利点:
制限事項:
フェライトは一般に、プレミアムまたはスペースに制約のあるEVコンプレッサーには適していません。
温度: 最も誤解されている変数
磁石の性能は温度に大きく依存します。
2 つの重要なパラメータ:
ローターの温度が上昇すると、次のようになります。
Brは徐々に減少します
HCI マージンが急激に低下する可能性がある
磁石の温度が一時的にでも臨界限界に近づくと、部分的な減磁が発生する可能性があります。これにより、次のような問題が発生する可能性があります。
トルクの低下
現在の需要の増加
銅損が大きい
電磁気の不均衡によるNVHの上昇
このため、磁石の選択は単独ではなく、ローターの熱モデリングと並行して評価する必要があります。
高速に関する考慮事項: 磁石の機械的完全性
高速回転では、磁石材料は遠心応力に耐える必要があります。
重要な要素には次のようなものがあります。
材料密度
脆さ
リテーニングスリーブとの互換性
接着剤の接着強度
NdFeB は本質的に脆いため、高応力や不適切な組み立て下では磁石の亀裂が潜在的な故障リスクになります。
高速コンプレッサーのローターは、多くの場合、以下を組み合わせています。
スリーブ補強材（ステンレスまたは複合材）
制御された接着厚さ
精密磁石加工
で説明したように 「EV エアコン コンプレッサーの高速ローター設計」、磁石の保持戦略と材料の選択を調整する必要があります。
磁石のグレードとNVH性能
多くのエンジニアはトルク定数と効率のみに焦点を当てています。
ただし、磁石のグレードも以下に影響します。
エアギャップ磁束波形
高調波成分
ラジアル力の高調波
磁束密度が過度に高いと、電磁力リップルが増加し、NVH 動作が悪化する可能性があります。
場合によっては、わずかに低いエネルギーグレードを選択すると、実際のコンプレッサーの能力を犠牲にすることなく音響性能が向上します。
磁石の特性と音響的挙動の間のこの相互作用は、ステーターとローターの影響に関する関連記事で分析された NVH ダイナミクスと密接に関係しています。
界磁弱化時の減磁リスク
コンプレッサーモーターは通常、制御された速度範囲内で動作しますが、特定の過渡状態では磁石が不利な減磁ストレスにさらされる可能性があります。
考えられる危険因子:
極端な周囲温度
高インバータ電流バースト
予期しない冷媒圧力のスパイク
制御異常
純粋に公称動作条件に基づいて磁石のグレードを選択すると、これらのエッジ シナリオが見落とされる可能性があります。
長期的な耐久性目標を目指す OEM では、保守的な設計マージンがますます好まれています。
2026 年のサプライチェーンの安定
工学物理学を超えて、磁石の選択は調達にも影響を及ぼします。
レアアース材料の価格は、依然として地政学的変動や供給変動に敏感です。生産サイクルが長いコンプレッサー プログラムでは、次のことを考慮する必要があります。
長期にわたる磁石調達の安定性
グレードの一貫性
バッチ変動制御
一部のメーカーは現在、将来のリスクを軽減するために、開発中に複数の磁石グレードのサプライヤーを評価しています。
Modar Motor などのエンジニアリング主導のチームは、下流の変動性を最小限に抑えるために、磁石調達の評価を初期のローター設計決定に直接組み込むことがよくあります。
コーティングと腐食保護
EV コンプレッサーでは、磁石は部分的に密閉された環境で動作しますが、以下の影響を受けないわけではありません。
一般的なコーティングには次のものがあります。
ニッケルメッキ
エポキシコーティング
多層保護システム
コーティングシステムの故障は以下の原因となる可能性があります。
腐食拡大
スリーブ干渉
ローターのアンバランス
NVH増幅
磁石コーティングの選択は、実験室の基準だけでなく、実際のコンプレッサーの環境条件下で検証する必要があります。
磁石の選択はシステムレベルの決定です
磁石の材質は、以下とは独立して選択することはできません。
ロータースリーブ戦略
熱経路設計
ステータの磁気負荷
バランス戦略
組立公差スタック
高性能コンプレッサーモーターには、開発当初から調整された電磁設計と機械設計が必要です。
多くの場合、ここで差別化が生じます。より強力な磁石を使用することではなく、適切な動作範囲に適切な磁石を適用することです。
ローターマグネットの選択でよくある間違い
エンジニアは時々次のようなことをします。
熱検証なしで最高の BHmax グレードを選択してください
最高温度での減磁マージンを無視
完全なローターシミュレーションではなく、純粋にカタログデータに依存します。
コーティングの重要性を過小評価する
長期的な生産一貫性ではなくプロトタイプ向けに最適化する
これらの見落としは、初期の検証ではなく耐久テスト中に表面化することがよくあります。
将来を見据えて: EV 時代の磁石エンジニアリング
2026 年までに、EV コンプレッサーのローター磁石の選択は、もはや単純な材料調達の選択ではなくなります。これは、以下に影響を与える重要なエンジニアリング変数です。
効率
NVH
信頼性
生涯コスト
システムのコンパクト性
最も成功したモーター プログラムは、磁石材料を電磁シミュレーションだけでなく、機械レンズ、熱レンズ、製造レンズを通じて同時に評価するプログラムです。
結局のところ、ローターマグネットの選択は、「より強力な」材料というよりも、 バランスの取れたエンジニアリング上の判断が重要になります。.
