特斯拉在本周低调举办的Cybercab发布活动上，展示了旗下不含稀土元素的全新Cybercab电机，据称这款电机大幅提升了功率密度和效率。
这确实算得上一项成就，但要理解它到底有多重要，我们首先需要弄清楚这项技术究竟意味着什么。请耐心看完这篇分析。
关于电动汽车使用"稀土"的讨论已经很多，但问题在于：很多听过这个词的人，其实并不清楚"稀土"到底是什么、如何被使用，以及使用它所带来的影响是什么。
设计这些产品的工程师当然清楚这些细节。他们的工作就是优化车辆的各个部分，而优化空间始终存在。负责采购材料的供应链管理人员也会向工程师施压，要求尽量减少使用那些昂贵或难以获取的材料。
但这些都属于业内的专业细节。普通公众听到"稀土"这个词，只会觉得听起来有点吓人，然后就不再深究了。
因此，公众对稀土到底是什么、以及它在电动汽车中如何被使用，存在不少误解。这篇文章将尝试厘清这些误解，然后解释特斯拉昨晚究竟宣布了什么。
什么是"稀土"
在元素周期表中，"稀土元素"是指下图中红色标出的那些元素——镧系元素，加上钪和钇。实际上它们并不算特别稀有，例如钕的丰度大约是铜的三分之二。
钕是这里我们要重点关注的元素，因为它与电动汽车息息相关。钕被用于制造强力磁体，因此常见于需要强力微型磁体的电子设备中，比如音响、硬盘和电动机。镝、铽和镨也常被作为添加剂用于钕磁体中。
稀土在电动汽车中如何被使用
事实上，锂离子电池中通常并不使用这些稀土元素。所以问题的关键不在电池，而在电机。一台电动汽车电机中大约只含有1公斤这类稀土元素——单台车用量很少，但在大规模量产的背景下总量就相当可观了。
此外，并非所有类型的电动汽车电机都会用到稀土元素——特斯拉在直流永磁电机中使用了稀土元素，但在交流感应电机中并未使用。交流感应电机通过电流产生磁场，而不依赖实体磁体。
最初，特斯拉的车辆使用的是交流感应电机，这种电机不需要稀土元素。事实上，这正是公司名字的来源——尼古拉·特斯拉正是交流感应电机的发明者。但当Model 3推出后，公司引入了新的永磁电机，并最终在其他车型上也开始采用这类电机。
特斯拉的新说法是什么
2023年，特斯拉宣布将致力于研发不含稀土元素的永磁电机。这可能涉及特斯拉研究使用铁氧体或铝镍钴合金作为磁体材料（不过后者其实只是把一种供应链问题换成了另一种）。
昨晚，在特斯拉Cybercab发布活动上，公司声称Cybercab采用的新电机比其他顶级驱动系统体积小18%、重量轻25%，且效率更高。特斯拉CEO埃隆·马斯克当时并未出席活动，他在推特上回应补充说，这款电机不使用稀土金属。
因此，今天的消息或许正是特斯拉反稀土努力的成果体现，但由于没有特斯拉的公关部门可供我们求证这一问题，目前这一点暂时无法确认。
到目前为止，我们只在Cybercab上看到过这款电机，但特斯拉有可能将其推广到其他车型上，就像当年Model 3首次采用永磁电机后，这项技术随后也出现在了特斯拉其他车型上一样。
至于这项技术是否"极难实现"，马斯克对什么事情都会这么说。也许确实如此。特斯拉做到了值得称赞。但这实际上能带来什么实际好处呢？
特斯拉的说法为何重要
之所以这一切都很重要，是因为直流永磁电机往往比交流感应电机更高效、体积更小，这两点对汽车制造商来说显然都很关键。
Cybercab经认证的能耗为165Wh/mi，是目前路面上最高效的电动汽车。这得益于其小巧的车身、低趴的空气动力学设计、轻量化、双座布局，当然，看起来也得益于其更高效的电机。
但更高效的电机实际上并没有那么重要。即便是电动汽车中最不高效的电机，也已经能将90%以上的输入能量转化为旋转扭矩，效率相当惊人。
所以再挤出几个百分点的效率提升，实际上并不会对整体系统效率产生什么惊人的影响。举例来说，特斯拉在公布尺寸和功率变化时用了具体百分比，但并未公布效率提升的百分比——可能正是因为这一提升相对有限。
更重要的是，如果特斯拉真的能够研发出不含稀土的永磁电机，就能在获得所需功率密度的同时，把它塞进Cybercab这样的小型车里，从而腾出更多空间，让整车布局更紧凑合理。正是这种对细微优化的不懈追求，才使得一款超高效车型得以诞生。
因此，在空间布局和效率方面确实是一项重大收获，但这种收获用稀土磁体也大概能实现。不过，将稀土从电机中移除还有另一个理由。
稀土究竟为何重要
稀土的问题在于，尽管它们并不算特别稀有，但依然很难获取。这是因为全球大部分稀土元素的加工都集中在一个国家——中国，这在理论上使中国拥有了决定谁能使用这些资源的话语权。
在过去的自由贸易格局下，这一点并不算太大的问题——大宗商品就是大宗商品，谁有货就可以从谁那里买。而在稀土这件事上，中国正是那个"有货"的国家。
但在过去一年里，资源集中的问题变得尤为突出，因为对相关贸易政策不满，各方围绕稀土加工的出口管制展开了博弈，这使得稀土供应问题突然变得对所有企业都更加紧迫。
大家都清楚这种情况可能发生，这也正是特斯拉等公司此前就着手减少稀土使用量的原因。而当这种情况真正发生后，各方就更迫切地需要寻找中国以外经过精炼加工的新供应源，或者干脆减少稀土的使用量。
那么，这到底是多大的事
所以，这就是这条新闻的重要性所在——它与电池无关，也不太涉及环境或人权影响，效率提升确实存在但幅度有限，也并非什么前所未有的重大技术突破。
它其实只是对一些早已被业界思考多年的技术方案的落地实施，是对近期日益严峻的现实问题的一种回应，而这种方案理论上是可以规模化推广的——如果特斯拉真的打算将其从目前德州注册使用的约45台Cybercab，扩展到更大规模的应用中。
Q&A
Q1：特斯拉新款Cybercab电机不使用稀土元素，具体指的是什么？
A：特斯拉在Cybercab发布活动上称，这款电机比其他顶级驱动系统体积小18%、重量轻25%，效率更高，且据马斯克在社交媒体上的说法，该电机不使用稀土金属。
Q2：稀土元素在电动汽车中到底用在哪里？
A：稀土元素主要用于电动汽车的永磁电机中，用来制造强力磁体，每台电机大约使用1公斤稀土元素，电池中通常不使用稀土元素。
Q3：特斯拉去掉稀土元素对电动汽车有什么实际意义？
A：主要意义在于降低对中国稀土加工产业链的依赖，规避供应链风险，同时有助于电机小型化和轻量化，但效率提升幅度并不算特别显著。
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