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跨国汽车制造商押注无稀土电机,电动汽车成本有望进一步降低

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-11-15 浏览次数:105

稀土永磁电机在为电动汽车提供动力方面效果显著,曾深受汽车制造商青睐。但现在,汽车制造商们正在降低大幅电机中的稀土含量,使得无稀土电机具有商业可行性。

电机是新能源汽车重要的“三电系统”之一,一般分为永磁同步电机和交流异步电机两种。永磁同步电机使用稀土材料作为永磁体安装在电机的转子上,产生磁场驱动转子旋转。由于永磁体产生的磁场稳定且强大,使得电机具有较高的功率密度和效率,相比交流异步电机具有体积小,更节能、更轻量化的优点。但因为稀土材料昂贵且价格波动很大,相应永磁电机的成本也更高。

在今年3月的特斯拉投资者大会上,CEO马斯克宣布,特斯拉下一代永磁驱动电机中完全不使用任何稀土材料。据了解,特斯拉将采用钢做转子的永磁辅助同步励磁电机,或者探索新型的磁性材料作为稀土的替代。如果此方案能够成行,将能够大幅降低电动汽车的原材料成本。

此前业内一直对于“去稀土化”保持谨慎态度。一方面在于业内人士认为采用稀土永磁电机在效率上具有优势;另一方面在于无稀土化方案短期内仍有实现难度,需要进行长时间验证。

现在看来,全球范围内的汽车制造商和零部件供应商已经在这方面做出突破。据路透社报道,通用、宝马、丰田、梅赛德斯-奔驰等多家跨国汽车制造商和头部零部件供应商纷纷宣布正在研究或开发稀土含量低至零的电机,可以利用电流产生磁场,从而减少对稀土材料的依赖。

零部件供应商采埃孚表示已开发一款不含稀土材料的电励磁同步电机(EESM),该电机尺寸和性能与永磁电机相匹配。目前采埃孚正在与美国、欧洲和中国的汽车制造商进行谈判,未来可能在两年内将其用于电动汽车当中。

本月初,通用汽车和Stellantis宣布将投资初创公司Niron Magnetics,开发无稀土永磁电机。Niron Magnetics表示可通过使用铁和氮制造高性能磁铁,不需要再进口稀土。

宝马目前表示已不再使用稀土永磁体,其开发的电励磁同步电机 (EESM)将应用在下一代电动汽车中。梅赛德斯表示已将其下一代MMA EV平台中的重稀土含量降低至接近0%,目标是完全去除重稀土含量。日产和捷豹路虎则采取双重战略,既开发电励磁同步电机,又开发永磁电机,以此减少稀土含量。

实际上除了成本考量,从未来可持续发展的角度看,提炼稀土的过程并不环保。稀土矿提炼分离需要消耗大量硫酸或液碱,提炼完成后这些硫酸或液碱将会对环境造成严重污染。

另外,整车中不仅仅只有电机需要用到稀土,产业链上的相关企业在除电机外的其他部分也致力于减少稀土含量。比如,部分电动车中的音响扬声器也会使用到稀土。英国音响公司沃威(Warwick Acoustics)已开发出不含稀土的扬声器,重量比传统扬声器轻90%,且更节能。该品牌CEO迈克·格兰特表示,该公司已签约一家汽车制造商。

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