这家磁性材料企业如何攻克车载OBC高耗难题

在车载OBC（车载充电器）领域，高频化、高效率与小型化的发展趋势对磁性材料提出了严苛要求。

如何降低磁芯损耗成为行业核心痛点——高频工况下，传统铁硅材料损耗过高易导致发热加剧、效率下降，直接影响系统可靠性与能效；而追求低损耗的同时，还需兼顾直流偏置性能与成本控制，这对磁性材料材料技术和工艺创新形成双重挑战。

作为深耕磁性材料领域多年的代表企业，梅州市瑞冠新材料科技有限公司（下称“瑞冠”）研发工程师张工在接受《磁性元件与电源》专访时，系统介绍了瑞冠从雾化制粉与包覆工艺两大维度突破，成功开发出多系列低损耗磁粉芯解决方案，为磁性材料行业提供了实践范本。

磁粉芯 图源：瑞冠

01 低损耗铁硅材料综合优势更突出

据张工介绍，在对磁性材料损耗要求较高的应用场景中，尤其是在大功率、大电流的和直流偏置（DC Bias）要求较高的情况下，优先选用低损耗磁性材料是实现高效性能的关键所在。

传统的铁硅材料由于其高饱和磁通密度和高的直流偏置特性，广泛应用于大电流、大功率领域，如新能源汽车、充电桩和光伏。但是，铁硅材料的损耗普遍比较高，一般在50KHz/100mT的条件下，损耗在650左右。而瑞冠推出的低损耗铁硅材料，在同等条件下，可将损耗值降低至约400mW/cm3。

为实现这一损耗目标，瑞冠从以下三个方面进行优化：

一是采用先进的气雾化制粉工艺。通过优化雾化工艺，能够显著提升粉末的球形度，减少杂质含量，从而为后续磁性材料性能的提升奠定基础。

二是精心调配磁性材料成分。我们不仅对铁、硅、铝等主要元素的比例进行了精准优化，还引入了其他特定元素，进一步改善磁性材料的特性，使磁性材料在损耗控制、直流偏置性能等方面达到更优的平衡。

三是粒度控制，磁性材料粉末越细，损耗越低。传统磁性材料通常使用150目的铁硅粉末，而低损耗磁性材料则需使用200目以下的粉末，甚至可能用到400目左右的粉末。

目前，业内使用最广泛的磁性材料是低损耗铁硅和复合材料，即铁硅与气雾化铁硅铝按一定比例混合而成的复合材料。

金属磁粉芯 图源：瑞冠

低损耗铁硅材料是近年来行业推出的新磁性材料，成本相对较高。复合材料的成本则取决于其成分配比，瑞冠会根据不同需求提供多种档次，例如300mW/cm3、350mW/cm3和450mW/cm3等不同规格，其价格也会因具体配比而有所不同。

从性能来看，铁硅材料的直流偏置性能较好，可达到70%以上，而复合材料的直流偏置性能为60%。综合考虑，低损耗铁硅材料在性能上更具优势，但其成本比其他传统磁性材料高出约10%至20%。

值得一提的是，在降低损耗方面，最高端的磁性材料是铁镍。铁镍的成本可能是铁硅的7倍，因为其价格非常昂贵。铁镍的直流偏置性能可达80%以上，损耗仅为240mW/cm3左右。它具有低损耗、高直流偏置的特性，是天然的优质磁性材料。然而，由于其价格过高，目前大多数国产电车尚未采用铁镍材料，而进口汽车和服务器电源中则有较多应用。

磁导率VS DC直流磁化强度 图源：瑞冠

02 克服包覆工艺难点，损耗值达到380

在降低损耗方面，除了通过磁性材料本身的特性来实现外，工艺优化同样是降低损耗的重要途径。

除了优化原材料能降低磁粉芯损耗外，包覆技术也是至关重要的。但包覆技术则是各家企业的核心机密，具有高度的保密性。

包覆体系本身很复杂，不同的企业有不同的技术路线。例如，一些企业如韩国的企业更倾向于使用无机包覆材料，如硅酸盐、硅溶胶（二氧化硅、氧化铝等）等绝缘物质。这些无机材料能够提供良好的绝缘性能，从而有效降低损耗，且价格十分便宜。

包覆工艺的难点在于如何实现均匀包覆。如果包覆不均匀，尤其是在将原粉细化后，包覆的均匀性反而会降低，导致损耗上升，而不是下降。尽管大家都知道细粉的损耗更低，但实际操作中却很难实现。因此，如何在实现均匀包覆的同时降低损耗，是当前面临的主要挑战。

包覆过程的具体操作如下：首先，将金属粉末与包覆剂混合。包覆剂通常由酸、盐以及溶剂等成分组成，将其配制成溶液后加入粉末中，使粉末与液体充分混合，形成类似浆料的物质，随后通过加热将其干燥。

从微观角度来看，每个颗粒都需要被包覆剂中的绝缘物质均匀包裹，以防止颗粒之间的导通。因为一旦颗粒之间发生导通，涡流损耗就会显著增加。如果不对粉末进行包覆，材料将直接形成合金，而合金的损耗通常非常高。

包覆粉末形状 图源：瑞冠

磁粉芯的特点在于，经过包覆后，其内部相当于形成了一个均匀的分布式的气隙，这些气隙由包覆剂中的绝缘物质填充。这种结构既阻止了颗粒间涡流电的产生，又没有将其切割，保持了磁性材料的封闭性。因此能够应用于高频场景。如果没有包覆工艺，磁性材料将无法在高频条件下使用。

在低损耗铁硅材料方面，通过优化包覆工艺，瑞冠已经能够实现50kHz和100mT条件下的损耗值达到380W/cm3左右，这标志着瑞冠在磁性材料和工艺优化方面取得了显著进展。

磁性材料损耗曲线 图源：瑞冠

03 不断改进磁性材料与工艺，开发11种低损耗磁性材料

瑞冠是一家专注于磁粉及磁粉芯研发与生产的企业。通过持续优化粉料配方与生产工艺，瑞冠成功开发出11种不同材质的磁性材料。这些磁性材料依据不同的频率、损耗水平以及直流偏置（DC）特性进行精准设计与开发，能够充分满足多样化的应用需求。每一种磁性材料均针对特定应用场景进行了深度优化，确保其性能与应用要求高度匹配。

瑞冠的磁粉芯产品广泛应用于光伏、家电、新能源汽车、充电桩、储能、5G通讯以及服务器电源等领域，凭借卓越的性能与可靠性，为各行业提供了高效、稳定的解决方案。

结语

在新能源汽车产业向高效化、轻量化加速迈进的浪潮中，车载OBC作为能量转换的核心枢纽，其性能突破始终与磁性材料的革新深度绑定。

未来，随着800V高压平台、超充技术的普及，磁性材料将面临更高频、更高功率密度的挑战。瑞冠以“纯度-粒度-包覆”为核心的技术闭环，以及覆盖多场景的11种定制化磁性材料系列，不仅为车载OBC的持续升级提供了可扩展的解决方案，更向行业证明：唯有扎根基础材料创新，方能以“硬核科技”撬动产业变革。

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审核编辑 黄宇