特斯拉新一代永磁電機(jī)不用稀土？是畫(huà)餅，還是真的黑科技？

盡管，前不久由特斯拉舉辦的“投資者大會(huì)”并沒(méi)有讓粉絲滿意，但馬斯克還是拿出了一個(gè)所謂的全新“黑科技”，那就是他們的下一代永磁同步電機(jī)將完全不使用稀土，那么不使用稀土意味著什么呢？

什么是稀土？

所謂稀土，雖然有個(gè)土字，但其實(shí)是指特定種類(lèi)的稀有金屬，一共有鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、釔（Y）和鈧（Sc）等17種。

稀土擁有非常優(yōu)秀的光學(xué)、電磁性能，因此被廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)等領(lǐng)域，其中釹鐵硼因磁能極高而被用于汽車(chē)的電機(jī)中，也被業(yè)內(nèi)人士成為當(dāng)代的“永磁之王”。而永磁電機(jī)靠著轉(zhuǎn)子上的稀土永磁材料與定子上的線圈相互作用，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)的前進(jìn)和后退，此外稀土還能改善電機(jī)性能，提高電機(jī)的動(dòng)磁性，使其工作更加穩(wěn)定并減少磁性損失。

此外使用稀土材料，能使電動(dòng)機(jī)在耐高溫、耐磨以及NVH方面有很明顯的提升，這種永磁電機(jī)的尺寸較小，質(zhì)量也很輕，它也因此深受特斯拉這種追求汽車(chē)品質(zhì)感車(chē)企的喜愛(ài)。

不過(guò)盡管人類(lèi)已在自然界中發(fā)現(xiàn)了大約250種稀土礦，但真正適合工業(yè)使用的也只有十余種，正因如此，稀土的價(jià)格極其昂貴，過(guò)高的制造成本也一定程度上制約了車(chē)企的產(chǎn)品策略，因此特斯拉一直在嘗試擺脫對(duì)稀土的依賴。

資料顯示，2017年~2022年，特斯拉已采取了，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高效率來(lái)減少對(duì)稀土依賴的策略，旗下全新Model 3驅(qū)動(dòng)模塊的稀土用量已減少了25%，當(dāng)前特斯拉汽車(chē)電動(dòng)機(jī)中使用的稀土元素主要有鏑、鋱、釹三種，其含量分別為10g、10g、500g。

而在前不久的特斯拉投資者大會(huì)上，馬斯克聲稱(chēng)，下一代永磁電機(jī)技術(shù)將在不損失能效的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)稀土材料的“0”使用，不過(guò)對(duì)于這一表態(tài)，汽車(chē)業(yè)內(nèi)人士普遍提出質(zhì)疑，畢竟從目前的技術(shù)水平來(lái)講，要想在不損失效率的前提下，完全讓永磁同步電機(jī)擺脫稀土，還是不大可能的。

當(dāng)然，從技術(shù)的角度來(lái)講，馬斯克的想法并非完全不可實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楫?dāng)前，還有一種名為“感應(yīng)異步電機(jī)”的東西也在被用于汽車(chē)領(lǐng)域，它的工作原理是通過(guò)定子的三項(xiàng)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的感應(yīng)電流，相互作用帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而整個(gè)過(guò)程不需要任何稀土材料，不過(guò)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜所以該電動(dòng)機(jī)的尺寸和質(zhì)量都比較大，并且所能產(chǎn)生的功率和扭矩也比同級(jí)的永磁同步電機(jī)小。

所以如果特斯拉想要采用或參考這一技術(shù)，也必須要解決新技術(shù)在穩(wěn)定性、耐久性及散熱等方面的問(wèn)題，以達(dá)到成本和產(chǎn)品性能之間的平衡，他們的計(jì)劃是使用銅線圈來(lái)替代稀土永磁體，并通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)稀土的永磁轉(zhuǎn)子。至于該方法能否行得通，目前還尚有爭(zhēng)論，有待時(shí)間去進(jìn)一步檢驗(yàn)。

       原文標(biāo)題 : 特斯拉新一代永磁電機(jī)不用稀土？是畫(huà)餅，還是真的黑科技？