特斯拉推进无稀土电机:能否降成本仍要看量产与长期表现

很多人的真正关注点,并不是特斯拉能不能摆脱稀土的问题,而是一个更现实的问题就是现在买新能源车会不会被新技术“淘汰”?

特斯拉推进无稀土电机:能否降成本仍要看量产与长期表现-有驾

马斯克对外公布的资料表明,特斯拉下一代永磁电机将不再使用稀土永磁磁铁。消息传开后,汽车和数码圈纷纷展开热议,甚至有人担心国产新能源车企会因此失去技术优势。

但是这件事距离全面改写市场还有多少呢?新电机又解决了什么问题、又付出了哪些代价呢?

把稀土说清楚。它并不是一种泥土,而是一组17种金属元素的统称。经过加工之后就可以制成钕铁硼永磁材料,目前多数新能源汽车驱动电机使用的就是这种磁材。

其优点非常直观就是体积不大、重量较轻却具有较大的扭矩;提高电机效率之后整车能耗就会减少,同样容量的电池可以支持更长的距离。

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普通家用新能源车的驱动电机一般需要大约1到3公斤稀土永磁材料。无人机、机器人、风电设备等高端产品也广泛使用稀土磁材,因此这不是汽车行业独有的供应链问题。

过去十多年里不管是国内还是国外主流电动车厂商主力产品都是用稀土永磁同步电机。而麻烦也随之而来就是:稀土磁材供应链集中度高,原料价格会有明显波动,最后的成本压力还会传导至整车制造环节。

特斯拉推进无稀土电机的首要考虑并不是简单的“换一种材料”,而是想摆脱对稀有资源的依赖以降低原材料涨价、供应不稳定带来的影响,并且有利于长期控制电机成本。

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这对特斯拉以后低价车型和Robotaxi自动驾驶出租车的布局也起到一定的作用。如果将来需要生产几十万辆甚至上百万辆运营车辆的话,那么电机不再依赖于稀土供应就可以避免掉队。

不用稀土后,怎么才能得到足够的动力呢?

特斯拉的想法就是重新设计电机内部结构、线圈绕组、散热方式以及电控系统,不再把高性能全部寄托在永磁体上。其中一个方向就是优化磁通结构,并且再配合自研的电控芯片和算法来精确控制电流时序以输出扭矩。简单来说,就是依靠更复杂的电控及软件能力来弥补不使用强力稀土磁铁造成的性能差异。

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但是现阶段不能将它当作是Model3、ModelY已经全面更换了。

根据目前的信息来看,该套方案还处于逐步落地的阶段,并且会先在下一代全新的平台车型上进行逐步搭载。实验室可以跑出漂亮的数据,但是流水线上的产品是否能稳定生产出来还不一定。制造工艺、散热性能、高温稳定性、噪声和振动以及长期耐久性等都要经过装车和大规模生产验证。

如果后续量产顺利,则成本下降是最大的变化。稀土永磁体本身占用了电机的一部分成本,减少采购环节之后,再配合结构优化及大批量制造,单台电机的成本会更低一些,因此特斯拉入门车型就多了一些降价空间。

供应链稳定性也可以改善。

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当稀土价格出现较大的波动时,使用相关磁材的车企就会受到成本变化的影响;没有稀土方案成熟的时候,在电机制造成本上就可以提前进行规划了,并且不需要过分地受上游行情所牵动。但是无稀土并不等于无代价。相同的功率下,目前这类电机可能做得更大、更重,底盘空间有限,一旦占用更多的位置就会对电池以及其他部件造成影响。

高速巡航和极端温度环境也是考验。稀土永磁电机经过多年优化,在效率和稳定性方面已经相当成熟;部分无稀土方案在极限工况下仍可能存在差距,处理不当就会影响高速续航表现。

噪声、振动同样不能忽视。电机磁场更多依靠电流调节之后,电控算法需要非常精确才能保证其正常的运行过程中的扭矩波动问题不会出现,并且车内安静、平顺的体验也会受到干扰。

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更大的难题就是量产一致性。轴承、绕组、散热系统以及控制器都需要重新匹配,在实验室样机上做到稳定的基础上,大规模流水线生产时每一台产品都保持相同的表现是不可能实现的。

国产车企也并不是没有准备。

宝马、丰田和比亚迪等国内外大型零部件厂商早就开始了无稀土或者低稀土电机的技术研究,并且正在同步研发不同的技术路线。有的企业持续改进稀土永磁电机,用工艺改进的方式来减少重稀土使用量;有的企业测试电励磁电机、同步磁阻电机以及新型非稀土永磁材料。

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换句话说,“完全不用稀土”只是其中一条路径,不是唯一的答案。特斯拉这次的布局值得重视,但是不能直接得出国产电动车即将被全面超越的结论。汽车竞争从来不是单项考试,还涉及电池、电控、制造、供应链、底盘调校、智能座舱和自动驾驶等多个环节。

从普通消费者角度来说,在短期内两三年内并不会因为“无稀土”这三个字而推迟买车。目前市面上大部分新能源车仍然采用经过长时间验证的稀土永磁电机。

新技术可以关注,但是不能盲目抢第一批。无稀土电机未来的真实表现还要看长期可靠性、十万公里后的衰减、量产稳定性以及实际能耗,不能只凭一次官宣来判断性能高低。

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更现实的结果就是技术路线越多,则车企之间的竞争就越充分,电机成本、整车价格才会有下探空间。至于哪条路线最终成为主流,还需要等到产品大规模上路之后,用时间和用户反馈来检验。

你会因为没有稀土电机而等待下一代特斯拉吗?还是更愿意选择已经经过多年市场验证的新能源车型呢?

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