马斯克为什么死磕无稀土?Cybercab给汽车产业出了一道新题

万周
三年前,特斯拉把“无稀土永久磁体电机”写进路线图;三年后,Cybercab把它带上了路。 稀土会不会因此被替代并非当前最值得追问的问题。更值得关注的是,当强磁体让出的性能可以由磁路、铁芯、绕组和制造工艺补回来,一台汽车电机内部的价值分配可能开始改变。

要点

  • 三年前,特斯拉把“无稀土永久磁体电机”写进路线图
  • 三年后,Cybercab把它带上了路
  • 稀土会不会因此被替代并非当前最值得追问的问题
  • 更值得关注的是,当强磁体让出的性能可以由磁路、铁芯、绕组和制造工艺补回来,一台汽车电机内部的价值分配可能开始改变

三年前,特斯拉把“无稀土永久磁体电机”写进路线图;三年后,Cybercab把它带上了路。稀土会不会因此被替代并非当前最值得追问的问题。更值得关注的是,当强磁体让出的性能可以由磁路、铁芯、绕组和制造工艺补回来,一台汽车电机内部的价值分配可能开始改变。

一、发生了什么?——三年前的一张PPT,开始接受量产检验

1、Cybercab把“无稀土”从路线图带到了实车:

2023年特斯拉投资者日上,动力总成团队公布了下一代驱动单元的一项激进目标:继续采用永久磁体电机,同时把三类稀土材料的用量全部降到零。这个目标当时之所以引起争议,是因为新能源汽车主驱电机过去十多年的性能进步,与高性能钕铁硼几乎同步推进。磁体越强,电机越容易获得更高功率密度、更小体积和更高效率,舍弃稀土等于主动放弃一项已经被汽车工业验证多年的材料优势。

Cybercab让这项规划第一次进入产品验证。美国EPA公开资料显示,该车型搭载163kW三相交流永久磁体电机;马斯克随后在社交媒体确认,这套电机没有使用稀土金属。由此可以确定,特斯拉没有回到早期Model S使用的感应电机,也没有改走转子电励磁路线。Cybercab仍然属于永久磁体体系,只是磁体材料和整机设计发生了明显变化。

2、最大嫌疑指向铁氧体,但难点也由此产生:

特斯拉尚未公布Cybercab的磁体配方和转子截面,但从材料成熟度、专利方向以及无稀土牵引电机长期研究成果看,高性能铁氧体已经成为概率最高的候选。铁氧体广泛存在于家电、扬声器、雨刮器、座椅电机和工业电机中,原料便宜、工艺成熟、供应规模庞大。它迟迟没有成为新能源汽车主驱主角,原因也很直接:磁性能与高性能钕铁硼存在明显差距。

如果沿用原来的电机结构,只把钕铁硼换成铁氧体,通常需要增加磁体体积,电机也会随之变大、变重。马斯克形容这项工作“极其困难”,背后的工程含义正在这里。材料端让出的性能,需要从转子结构、磁路、绕组、铁芯和热管理等环节重新找回来。

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