特斯拉Cybercab采用无稀土电机,163千瓦方案能否兼顾性能与成本

当地时间9月3日,特斯拉无方向盘的Cybercab在美国得克萨斯州奥斯汀进行公开道路测试。次日马斯克表示该车搭载的电机不含有稀土元素,并且可以保持相同续航能力。对于汽车行业而言,这条消息的重点不是“少用了一种材料”,而是特斯拉想证明,在没有使用钕、镨、镝、铽等稀土材料的情况下,电驱系统依然能够达到量产车所需的性能水平。

特斯拉Cybercab采用无稀土电机,163千瓦方案能否兼顾性能与成本-有驾

Cybercab是特斯拉针对无人驾驶出租车推出的车型,取消了方向盘和踏板,依靠全自动驾驶系统来完成行驶。它的应用场景决定了电机不能只追求某一个峰值指标。车辆要反复启动、制动、低速巡航,并且还要面对长时间的运营、高温以及不同的载荷等工况。对于这类车型而言,电机能否保持稳定的效率,在于它是否能够在短时间内产生最大的功率,因为能耗会直接影响到电池容量、运营成本和补能频率。

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从技术原理上讲,汽车电机并不是天然就含有的稀土。早期电动车大多采用的是感应电机、励磁同步电机和磁阻马达等类型的电动机。而稀土永磁体后来又迅速普及起来的主要原因就是新能源汽车越来越重视功率密度、效率以及空间占用等因素的提升。钕铁硼永磁体可以在不持续给转子通电的情况下提供稳定的磁场,使电机更容易做到体积小、重量轻、扭矩密度高。因此取消稀土并不是简单的更换一块磁铁,而是需要重新处理好磁路、电磁结构、冷却系统和控制策略以及制造工艺等各个方面的工作。

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特斯拉在2023年投资者日活动中就提出下一代永磁电机将不再使用稀土材料,目的是降低成本、降低电子设备复杂度。Cybercab公开道路测试使该路线由企业规划转为实车验证阶段。投资者Sawyer Merritt公布的数据指出,Cybercab相关的电机体积缩小18%、重量减轻25%,马斯克随后转发确认。但是特斯拉还没有给出完整的电机结构和全部技术参数,有关数据的对照范围还需要更多的资料说明。

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目前可以确定的信息是,美国EPA认证资料显示Cybercab采用单台三相交流永磁电机,功率为163千瓦。该功率已经达到了乘用车主驱动级别,不属于仅用于展示概念的低性能样机。如果无稀土方案同时实现163千瓦、体积缩小和重量下降,则说明特斯拉可能是通过转子磁路、定子槽型、扁线绕组、冷却润滑和高度集成等方式来弥补传统无稀土方案在功率密度上的不足。但是峰值功率以及静态尺寸并不能代表完整的性能,城市道路行驶时的效率曲线,高速行驶时的效率曲线,轻载巡航时的效率曲线以及高温环境下车辆的表现才是衡量其实际价值的标准。

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因此Cybercab更适合被看作是一次量产车型上的技术验证,并不能认为无稀土电机已经全面取代了稀土永磁电机。不同的车型对于加速、最高车速、持续功率和高温稳定性有不同的要求,出租车、家用车、性能车和商用车也不会采用完全相同的设计。单一车型减少稀土用量会对全球新能源汽车的稀土需求产生影响有限,真正值得关注的是这套方案是否可以在未来扩展到更多的车型,并在成本、可靠性以及效率之间取得平衡。

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特斯拉布局这条路线,还有供应链层面的考虑。

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全球稀土分离精炼和烧结永磁体制造高度集中,中国约占全球九成稀土精炼加工份额,氧化镨钕精炼供应占比约92%,镝、铽等重稀土的相关占比更高。商务部、海关总署于2025年4月18日就部分中重稀土相关物项实施出口管制的决定内容为钐、钆、铽、镝、镥和钪及钇等七种物质。对车企而言,减少使用稀土可以降低材料成本,并且能够减轻扩产时的资源紧张状况以及供应链集中带来的风险。但是并不等于稀土永磁材料就会很快失去市场。“在新能源汽车领域中,由于高性能钕铁硼的需求不断增长而造成的市场变化也会影响到整个行业的发展。”相关预测表明,在2028年之前,国内和海外的新能源汽车会分别带来9万吨和4.1万吨高性能钕铁硼需求增量。目前更准确的判断就是:无稀土电机给汽车驱动系统增加了一条路线,短期内对稀土产业链的影响不大;如果特斯拉可以证明它在效率、耐久性以及成本上都能经得起长期运营的考验,那么它将会改变Cybercab不只是一个产品,而是整个车企对于电机材料选择的大局。

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