上个月,在奥斯汀的高峰时段,一辆未装方向盘和刹车踏板的银色自动驾驶小车Cybercab在街道上行驶,引起路人的关注和拍摄。几天后,马斯克的一句话让国内的稀土市场波动不已:这款车的电动机完全不使用稀土材料。这一消息让人们开始质疑中国长期以来对稀土的垄断地位是否因此受到威胁。
电动机为何通常需要稀土材料?电动机的工作原理是通过转子和定子之间的磁场相互作用。定子通电后产生磁场,而转子则通过永久磁铁或通电产生的磁场来运作。稀土制造的钕铁硼磁铁,其磁能比普通材料强9倍,使得电机在相同扭矩的情况下更小、更轻和更省电,因此成为了行业主流。一般新能源车的永磁电机需耗费2到3公斤稀土,而核心的钕材料就需大约500克。特斯拉在早期使用交流感应电机并不需稀土,但在推出Model 3时转向永磁电机,因而必须依赖稀土供应。2023年,马斯克表示下一代电机将不涉及稀土,业内对此持怀疑态度,没想到三年半后,真正的无稀土电机已投入量产。
从公开资料来看,这种电机为永磁辅助同步磁阻电机,主要依靠低成本的铁氧体材料作为辅助磁源,功率和续航能够与传统稀土电机相媲美。该电机功率为163千瓦,体积比市场上最先进的电机小18%,重量轻25%,结合48千瓦时电池,百公里电耗为10.2度,车重仅为1412公斤。此外,马斯克表示,驱动单元每台成本下降了1000美元,其中大部分节省来自于小型化与工艺精简。 球友会
预计到2025年,中国的稀土永磁材料产量将接近40万吨。即使Cybercab年产能达到100万辆,所替代的稀土资源也只有两三千吨,这一比例不影响整体市场。此外,当前无稀土电机仅应用于Cybercab这种两座自动驾驶出租车,尚未在主力车型Model 3和Model Y中使用。业内分析指出,无稀土电机在高功率和高扭矩场合表现不佳,特斯拉的突破尚难以改变高端车、风电、航空航天领域对稀土电机的依赖。
虽然该电机的替代量不大,但其信号意义重大,显示出全球新能源汽车电机技术路线出现了多样化趋势。特斯拉并不是首家尝试无稀土电机的公司,早在2012年雷诺就投产了无稀土电励磁同步电机。但特斯拉作为行业标杆,其行动可能促使其他企业跟进。如果未来多家车企开始跟进,这将减缓对稀土的需求增长,这才是值得关注的趋势。
需要强调的是,稀土的应用不仅限于电动车电机,风电、工业机器人、人形机器人等领域对稀土的需求仍在上升。业内普遍认为,无稀土电机适用场景有限,钕铁硼在高性能领域依然无法替代,因此短期内对市场的冲击是可控的。然而,如果未来更多车企朝无稀土方向发展,并且美国的本土供应链逐渐构建起来,替代材料不断突破,这一切将改变。 球友会
目前来看,特斯拉在电动车中并未全面取消稀土的使用,只有Cybercab这一款车的电机不使用稀土。真正的稀土主导地位并没有被动摇,关键在于在成熟的冶炼和分离能力以及完善的产业链整合。全球稀土供应链不太可能因为这一小车的出现而重估,但马斯克的举动确实提醒了大家技术路线应多元化,供应链安全必须未雨绸缪。我们的竞争优势在于即使别人希望改变,短期内依然难以找到比我们更好的选择。