特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构

当地时间9月3日,特斯拉无方向盘、无踏板的Cybercab在美国得克萨斯州奥斯汀进行公开道路测试。第二天,马斯克就该自动驾驶出租车所用的电机不含稀土元素进行了说明,并且可以保持同样的续航能力。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

这条消息真正值得一看的是不是“电机里有没有稀土”,而是特斯拉想要把材料选择、驱动效率、整车重量以及自动驾驶车辆的运营需求统统放到一起重新调整。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

Cybercab是特斯拉针对无人驾驶出租车场景推出的一款量产车型,它取消了方向盘和踏板,依靠全自动驾驶系统完成车辆行驶。对于此类车型来说,电机除了要满足加速、爬坡和最高车速等基本要求外,在城市道路上频繁启停、长时间运行以及不同的负载条件下还要保持较高的效率。车辆能耗一旦上升就会对续航、电池容量以及运营成本造成影响。

以前新能源汽车大多使用稀土永磁电机,是因为钕铁硼永磁体能提供稳定的强磁场。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

电机不需要一直给转子供电,就可以得到很高的功率密度和效率,有利于缩小体积、减轻重量,在有限的车身空间内布置更强的驱动系统。但是并不意味着电动车电机天然离不开稀土。感应电机、励磁同步电机和磁阻电机等技术路线都有较长时间的发展历史。行业真正需要解决的问题就是当车辆不再使用稀土永磁材料之后,能否依然实现足够的功率、效率、可靠性以及紧凑化,并且把成本控制在适合大规模生产范围内。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

特斯拉2023年投资者日活动上曾表示下一代永磁电机将不再使用稀土材料。Cybercab被当作这一思路走向量产车型的一个验证。公开披露的信息显示,这款车采用单台三相交流永磁电机,功率为163千瓦。投资者Sawyer Merritt公布说和其他顶级性能的电机相比,Cybercab的体积小了18%,重量轻了25%,马斯克之后转发确认过这些数据。

如果这些对比数据成立的话,那它所代表的就不是简单的更换一种磁性材料的问题,而是一种对整个驱动系统进行重新构建的行为。电磁结构、转子磁路、定子槽型、绕组方式、冷却润滑和电力电子以及控制软件都需要配合调整。无稀土方案过去容易受到磁性能和功率密度的限制,而系统级优化的目标就是尽量缩小这种差距。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

当然,163kW峰值功率以及电机尺寸并不能完全代表一个电机的所有表现。对Cybercab这类车型来说,还需要观察城市通勤、低速巡航、高速行驶、轻载运行等各种工况下的综合效率。峰值功率解决的是能否达到某项性能的问题,效率图谱则说明车辆在真实运营中能跑多远消耗多少电以及电池和热管理系统承受的压力。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

从产业角度看,单一车型对全球稀土需求的直接影响是有限的。目前稀土永磁材料仍是新能源汽车的主要使用材料,并且也被广泛应用于风电、机器人等领域。相关行业分析认为,未来几年新能源汽车还将带来大量的高性能钕铁硼需求增量,而稀土永磁电机性能优势短期内不会因为一条新技术路线出现就消失。

特斯拉推进无稀土电机,会考虑三个因素,即降低材料和制造成本、减少大规模扩产时对特定资源的依赖、提高供应链安排的灵活性。稀土分离精炼以及永磁体制造具有较高的集中度,在2025年实施出口管制之后,供应链管理的重要性又提高了一步。对于要扩大产能的新能源汽车企业来说,材料替代是技术问题也是生产计划和供应保障的问题。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

所以Cybercab电机的意义更适合被理解成一种工程方向的展示而不是某种材料路线的终结。它证明了无稀土方案可以进入高功率乘用车驱动系统,并且尝试满足量产车辆的空间和重量要求;但它能否在更多的车型上复制,还要经过效率、耐久性、成本以及长期运营表现等各方面测试。

特斯拉Cybercab无稀土电机引关注:163千瓦背后是整套驱动重构-有驾

从行业角度看,接下来比“使用稀土与否”更加重要的应该是续航里程和动力性能是否能够保持一致,以及这样的设计能否稳定地转化为规模化制造的能力。答案最终不会只写在电机参数里,也会体现在车辆每天运行后的能耗、维护和生产成本中。

0
全部评论 (0)
暂无评论