特斯拉未來可能採用第四代永磁體釤鐵氮取代現有的釹鐵硼(新萊福重點研發產品)
1年前

$新萊福(SZ301323)$   

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32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。

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。

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