特斯拉“去稀土”背後的如意算盤
1年前

想把電動車喫幹榨盡

特斯拉現在不但打算顛覆電動車市場,還准備給背後的電機業甚至科技業指明方向。

就在3月2日特斯拉的全球投資者大會“宏圖計劃3”上,特斯拉負責動力總成工程的副總裁Colin Campbell談到“特斯拉將制造一種不含有稀土元素的永磁電動汽車車機,以降低電子設備的復雜性和成本”。

縱覽歷次“宏圖計劃”上吹過的牛,有很多並沒有實現(完全無人駕駛、Robotaxi網絡、火星移民),有些打了折扣(太陽能電池、星鏈衛星),正因如此,市場各方懷疑,特斯拉所謂“不含有稀土元素的永磁電動汽車車機”可能也只存在於PPT裏。但是由於想法過於顛覆(如能實現,對稀土行業將是重錘),業內人士紛紛“开槓”馬斯克的觀點。

中國電子科技集團公司首席專家、中國電子材料行業協會磁性材料分會祕書長、中國稀土學會常務理事張明表示,馬斯克的策略更多是一種“迫不得已”的交代,順應美國發展電動汽車計劃的政治正確的投資策略。上海大學機自學院電氣工程系教授則認爲,馬斯克不用稀土,可能有他的立場:“不能說洋人不用稀土,我們就跟風。”

不用稀土的電機有么?

目前市場上常用的電動車的電機可以分成兩類:不需要稀土的,和需要稀土的永磁同步電機。

所謂基礎原理就是高中物理說的電磁感應,利用线圈通電後產生磁性。和永磁電機相比,功率和扭矩更低,體積也更大;相比之下,永磁同步電機動磁採用的是釹鐵硼(Nd-Fe-B)永磁體,也就是磁鐵。其優點不僅在於結構更加簡單,更重要的是體積可以做得更小,這對於重視空間布局和輕量化的電動汽車來說具有極大的優勢。

特斯拉早期推出的電動汽車,使用的就是交流異步電機:最初在Model S和Model X中,使用的交流感應,但從2017年,Model 3上市時採用了新的永磁直流電機,後續其他車型上也一直使用同款電機。有數據顯示,特斯拉Model 3使用的永磁電機比之前使用的感應電機效率提升了6%。

永磁電機和異步電機也可以相互搭配。比如,特斯拉在Model 3等車型上,其前輪用了交流感應電動機,後輪用了永磁同步電動機驅動。這類混合驅動方式兼顧了性能和效率,還能減少對稀土材料的用量。

雖然和永磁同步電機的高效率相比,異步交流電機效率略低,但後者不需要用到稀土,成本可以比前者降低10%左右。據浙商證券測算稱,新能源汽車單車驅動電機用稀土永磁體價值爲1200-1600元左右。新能源汽車若棄用稀土,對成本端來說降本貢獻不大,性能上還將犧牲一定的續航裏程。

但是對於執念於不惜一切代價控制成本的特斯拉而言,這點毛毛雨未嘗不會考慮。某國內電驅動供應商的相關負責人張先生對《電動汽車觀察家》坦言,使用稀土永磁材料,電機效率可以達到97%,不用稀土可以到93%,但是成本可以減少10%,整體還是劃算的。

那么特斯拉未來究竟打算使用什么電機呢?市面上很多解讀都沒能說出個所以然。不妨回到Colin Campbell的原話一探究竟:

我提到未來如何減少動力系統中稀土的用量。隨着世界向清潔能源過渡,對稀土的需求在急劇增加。不僅滿足這一需求會有些困難,而且开採稀土在環保等方面具有一定風險。所以我們設計了下一代永磁驅動電機,它完全不使用任何稀土材料。

看看,原文的意思已經很清楚了,下一代依然用的是永磁電機,不是其它類型的電機,只是由於環保和供應等因素的影響,需要把目前永磁電機中的稀土元素去除掉,換成其它便宜易得的元素!既要有永磁的高性能,又不能被卡了脖子,這就是特斯拉“既要又要”的如意算盤!

那么究竟什么元素做成的材料,能夠滿足特斯拉的野心呢?公衆號“RIO電驅動”從目前各種永磁體的分類出發,最終推測出特斯拉未來可能採用第四代永磁體釤鐵氮替代現有的釹鐵硼,理由有二:雖然釤也是稀土元素,但地殼內含量豐富,成本低供應充足;而且從性能看釤鐵氮是最接近稀土釹鐵硼的磁鋼材料。

各種永磁體的分類(圖片來源:RIO電驅動)

不管特斯拉未來會用什么材料替換稀土,當前馬斯克更加緊要的任務也許是降低成本——特斯拉向市場交出的答卷雖然亮眼,但並非盡善盡美,市場對它還是有很多期待。

財報背後的愿景焦慮

2023年1月26日,特斯拉交出2022年財報數據:全球共計交付電動汽車超131萬輛,同比增長40%;總收入約815億美元,同比增長51%;淨利潤約125.6億美元,同比翻倍,並連續3年實現盈利。

特斯拉2022淨利翻倍

數據來源:特斯拉全球財報

雖然說2023年一季度的財報要到4月20日才會公布,但按照目前的趨勢,這很可能又是一份充滿“驚喜”的成績單:一季度,特斯拉全球生產超過44萬輛電動車,同比增長44.3%;交付超過42.29萬輛,創歷史新高,同比增長36%。其中兩款主力車型Model 3和Model Y車型生產超42.1萬輛,交付超41.2萬輛;Model S和Model X車型的產量超1.9萬輛,交付超1萬輛。一季度特斯拉在全球的降價產生了顯著成效。

特斯拉一季度銷量

圖片來源:特斯拉官網

價格措施當然不止包括降價,還包含推出低價產品。日前,有消息稱,特斯拉計劃推出一款低價車型,定位爲“小號Model Y”,特斯拉正在爲其構建一個高達400萬輛的年產能計劃。按照全國乘用車市場信息聯席會祕書長崔東樹的說法,如果特斯拉推出價格更低、級別更小的車型,將對歐洲、日本等更青睞小型電動車的市場形成有效佔領。該車型或爲特斯拉帶來遠超Model 3的全球交付規模。

2022年馬斯克曾表示,特斯拉即將开設10到12家新工廠,目標是2030年實現2000萬輛年銷量。

但特斯拉如果靠已有的產品,實現2000萬輛年銷量目標有多么艱難:2022年,全球銷量最高的車企是豐田汽車,年銷量約1050萬輛,第二名是大衆汽車,年銷量約830萬輛。特斯拉的目標超過了豐田與大衆銷量總和!全球市場就這么大,汽車行業基本飽和,但15萬元左右的純電動車一旦上市,再加上特斯拉的車機系統,或將成爲顛覆市場的產品。

價格下來了,銷量上去了,要想保證利潤率,降低成本便成爲一個必然的選擇。但是按照特斯拉最新官方的說法,稀土永磁電機,要放棄的不是永磁,而是稀土!

但目前的材料科學可能支撐不了特斯拉的野心,包括中金在內的多家機構研報均顯示,永磁電機去稀土中期難實現。看來特斯拉若鐵了心要和稀土說再見,應該求助於科學家而非PPT。

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