特斯拉新一代永磁电机不用稀土？是画饼，还是真的黑科技？

2023-05-16 15:36

尽管，前不久由特斯拉举办的“投资者大会”并没有让粉丝满意，但马斯克还是拿出了一个所谓的全新“黑科技”，那就是他们的下一代永磁同步电机将完全不使用稀土，那么不使用稀土意味着什么呢？

什么是稀土？

所谓稀土，虽然有个土字，但其实是指特定种类的稀有金属，一共有镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钇（Y）和钪（Sc）等17种。

稀土拥有非常优秀的光学、电磁性能，因此被广泛应用于军事、工业等领域，其中钕铁硼因磁能极高而被用于汽车的电机中，也被业内人士成为当代的“永磁之王”。而永磁电机靠着转子上的稀土永磁材料与定子上的线圈相互作用，实现了汽车的前进和后退，此外稀土还能改善电机性能，提高电机的动磁性，使其工作更加稳定并减少磁性损失。

此外使用稀土材料，能使电动机在耐高温、耐磨以及NVH方面有很明显的提升，这种永磁电机的尺寸较小，质量也很轻，它也因此深受特斯拉这种追求汽车品质感车企的喜爱。

不过尽管人类已在自然界中发现了大约250种稀土矿，但真正适合工业使用的也只有十余种，正因如此，稀土的价格极其昂贵，过高的制造成本也一定程度上制约了车企的产品策略，因此特斯拉一直在尝试摆脱对稀土的依赖。

资料显示，2017年~2022年，特斯拉已采取了，通过优化设计提高效率来减少对稀土依赖的策略，旗下全新Model 3驱动模块的稀土用量已减少了25%，当前特斯拉汽车电动机中使用的稀土元素主要有镝、铽、钕三种，其含量分别为10g、10g、500g。

而在前不久的特斯拉投资者大会上，马斯克声称，下一代永磁电机技术将在不损失能效的情况下，实现对稀土材料的“0”使用，不过对于这一表态，汽车业内人士普遍提出质疑，毕竟从目前的技术水平来讲，要想在不损失效率的前提下，完全让永磁同步电机摆脱稀土，还是不大可能的。

当然，从技术的角度来讲，马斯克的想法并非完全不可实现。因为当前，还有一种名为“感应异步电机”的东西也在被用于汽车领域，它的工作原理是通过定子的三项电流来实现旋转磁场，该磁场与转子产生的感应电流，相互作用带动电机运转，而整个过程不需要任何稀土材料，不过由于结构复杂所以该电动机的尺寸和质量都比较大，并且所能产生的功率和扭矩也比同级的永磁同步电机小。

所以如果特斯拉想要采用或参考这一技术，也必须要解决新技术在稳定性、耐久性及散热等方面的问题，以达到成本和产品性能之间的平衡，他们的计划是使用铜线圈来替代稀土永磁体，并通过结构优化来实现无稀土的永磁转子。至于该方法能否行得通，目前还尚有争论，有待时间去进一步检验。

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