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Des aimants de moteur électrique sans terres rares lourdes
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Des aimants de moteur électrique sans terres rares lourdes

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Daido Steel Co., Ltd et Honda Motor Co., Ltd. sont devenus les premières entreprises au monde à parvenir à une application pratique d’aimant au néodyme déformé à chaud ne contenant pas de terres rares lourdes*1. Cet aimant conserve des propriétés de résistance à la chaleur élevées et de bonnes performances magnétiques requises pour l’utilisation dans un moteur électrique de véhicule hybride. L’aiment permanent sans terres rares lourdes sera d’abord appliqué sur la toute nouvelle Honda Freed, dont la vente démarrera cet automne au Japon.

L’histoire des aimants au néodyme

Les aimants au néodyme ont la force magnétique la plus élevée parmi tous les aimants connus et sont notamment utilisés pour les moteurs des véhicules électriques et hybrides. De ce fait, la demande pour des aimants au néodyme devrait croître de façon exponentielle à l’avenir.

Pour une utilisation dans les moteurs de véhicules électriques, les aimants au néodyme doivent avoir des propriétés de résistance élevée à la chaleur puisqu’ils sont utilisés dans un environnement à fortes températures. L’ajout de terres rares lourdes (dysprosium et/ou terbium) aux aimants au néodyme a été un procédé classique pour obtenir une telle résistance thermique élevée.

Aimant sans terres rares lourdes

Cependant, les principaux dépôts d’éléments de terres rares lourdes sont inégalement répartis dans le monde entier, et sont également classés comme métaux rares; ainsi, l’utilisation de terres rares lourdes comporte des risques de stabilité d’approvisionnement et de coût des matériaux. Par conséquent, une réduction de l’utilisation d’éléments de terres rares lourdes a été l’un des principaux défis à être abordé afin d’utiliser des aimants au néodyme pour les moteurs des véhicules hybrides et électriques.

Nouvelles avancées pour supprimer les terres rares lourdes

Daido Electronics Co., Ltd, une filiale en propriété exclusive de Daido Steel, produits des aimants au néodyme en masse en utilisant la méthode de déformation à chaud, qui est différente de la méthode de production typique de frittage. La méthode de déformation à chaud est une technologie qui permet aux grains cristallins à l’échelle nanométrique d’être bien alignés afin de réaliser une structure fine des grains cristallins. Cette structure est environ dix fois plus petite que celle d’un aimant fritté, ce qui permet de produire des aimants avec de plus grandes propriétés de résistance à la chaleur.

Cette fois, Daido Steel et Honda ont développé conjointement de nouveaux aimants au néodyme alors que Daido Steel a fait évoluer ses technologies de déformation à chaud et que Honda a profité de son expérience dans le développement des moteurs électriques pour revoir la forme de l’aimant. Grâce à ces efforts de développement conjoints, les deux sociétés ont réalisé une application pratique d’un aimant au néodyme qui ne contient pas de terre rare mais qui a une résistance thermique et une performance magnétique élevées et adaptées pour une utilisation dans les moteurs électriques.

De plus, Honda a conçu un nouveau moteur qui accueille ce nouvel aimant. En plus de la forme de l’aimant, Honda a révisé la forme du rotor pour optimiser l’écoulement du flux magnétique de l’aimant. En conséquence, le nouvel aimant au néodyme déformé à chaud devient utilisable pour le moteur d’un véhicule hybride, arborant les mêmes caractéristiques de couple, de puissance et de résistance à la chaleur que celles d’un moteur qui utilise un aimant fritté avec terres rares lourdes.

Bénéfices de cette technologie

L’adoption de cette technologie permet de se séparer des contraintes liées aux terres rares lourdes, qui représentent l’un des freins à l’utilisation des aimants au néodyme. Cette technologie permettra d‘éviter les risques liés aux ressources naturelles et de diversifier les canaux d’approvisionnement.

Prochaines étapes

Honda va d’abord appliquer cet aimant au néodyme sans terres rares lourdes au système de propulsion Honda HYBRID SPORT i-DCD*2, qui sera utilisé sur la Honda FREED en vente en automne 2016 au Japon. Honda va continuer à étendre l’application de cette technologie à de nouveaux modèles dans l’avenir.

Rotor du moteur électrique Honda i-DCD

Avec l’aimant au néodyme nouvellement développé, Daido Steel fera une nouvelle entrée sur le marché des aimants pour moteurs électriques de véhicules hybrides, qui est essentiellement monopolisé par les aimants au néodyme frittés. À partir d’août 2016, Daido Electronics va commencer la production en masse et l’expédition de cet aimant en utilisant une nouvelle ligne de production que la société a construite dans son usine (située à Nakatsugawa dans la préfecture de Gifu au Japon) à l’aide d’une subvention*3 reçue du ministère japonais de l’Economie, du Commerce et de l’Industrie (Le METI).

En outre, Daido Steel se procuré la poudre magnétique, la matière première des aimants, chez Magnequench International Inc. (située à Toronto, Ontario, Canada), et Daido Steel va travailler de concert avec Magnequench pour développer de nouveaux types de poudres magnétiques dans le but d’améliorer les propriétés magnétiques de ses aimants.

*1 La terre rare lourde est l’une des trois catégories (léger, moyen et lourd) de terres rares.

*2 i-DCD signifie Intelligent Dual Clutch Drive

*3 Le METI a offert une subvention en 2012 pour promouvoir les investissements dans les installations de pointe et les équipements qui aident aborder les questions de l’appréciation du yen et des contraintes énergétiques.

Source : Honda

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