一台电机,不用稀土,体积缩小18%,重量减轻25%,效率还更高——这是特斯拉在Cybercab活动上低调展示的新成果。马斯克随后在社交平台确认:这款电机不使用稀土金属。

消息一出,外界的第一反应是:稀土不是永磁电机的核心材料吗?不用稀土,性能怎么保证?更关键的是,特斯拉为什么要这么做?

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稀土到底是什么?

先搞清楚一个概念。稀土元素在元素周期表里主要是镧系元素,加上钪和钇。名字里带“稀”,但实际并不稀有——以钕为例,它在地壳中的丰度大约是铜的三分之二。

真正让稀土重要的,是它的性能。在电动汽车领域,最受关注的是钕。钕可以制造高性能永磁体,被广泛应用于需要体积小、磁力强的设备中——扬声器、硬盘,以及电动机。镝、铽和镨等元素则常作为添加材料,改善钕磁体的性能。

需要明确的是,锂离子电池通常不使用稀土。电动汽车里的“稀土问题”,主要出在电机上。

一台电机用多少稀土?

单看数字,一台电动汽车电机使用的稀土元素大约只有1千克。对单辆车来说不算大,但进入大规模生产后,需求量会迅速累积。

而且,并非所有电机都需要稀土。特斯拉早期车型主要采用交流感应电机——通过电流产生磁场,不依赖实体永磁体,因此不需要稀土。事实上,特斯拉公司的名字就来自交流感应电机的发明者尼古拉·特斯拉。

转折发生在Model 3推出后。特斯拉开始使用永磁同步电机,并逐步推广到更多车型。永磁电机更小、效率更高,但代价是依赖稀土。

这次发布意味着什么?

早在2023年,特斯拉就宣布要研究无稀土永磁电机。实现这一目标,可能需要采用铁氧体或铝镍钴等其他材料制造磁体——当然,后者也可能只是把一种供应链问题换成另一种。

本周的Cybercab活动上,特斯拉宣布这款新型驱动电机与其他高性能驱动单元相比,体积缩小18%,重量减轻25%,效率更高。马斯克随后确认:不使用稀土金属。

这很可能就是此前推进的“无稀土永磁电机”项目的成果。不过,特斯拉没有公布具体采用了哪些材料,内部技术方案目前还无法确定。

效率提升有多大?可能没你想的那么大

这里有个容易被忽略的细节:特斯拉公布了体积和重量的改善幅度,但没有公布具体的效率提升比例。这或许意味着,效率提升幅度相对有限。

原因在于,即使是目前电动汽车中效率相对较低的电机,通常也能将超过90%的输入电能转换为旋转动力。即便再提高几个百分点,对整车能耗的改善也很难产生颠覆性变化。

Cybercab已获得每英里165Wh的能耗认证,是目前能耗最低的电动汽车之一。但它的高能效来自多个方面:较小的车身尺寸、低矮的空气动力学设计、更轻的车重、双座布局,以及这款效率更高的新型电机——电机只是其中一环。

真正的价值在空间和供应链

无稀土电机真正的意义,在于空间布局和系统优化。如果特斯拉确实成功开发出不依赖稀土的永磁电机,同时保持足够高的功率密度,就能把电机做得更紧凑,塞进Cybercab这样尺寸较小的车辆中。

车辆内部空间的每一点节省,都能帮助工程师优化整体布局。这种看似微小但持续不断的优化,正是Cybercab这类超高效率车型能实现的重要原因。

但即便继续使用稀土永磁体,特斯拉或许也能获得不少性能优势。真正推动特斯拉减少稀土使用的,还有另一个更现实的原因——供应链。

稀土供应:一个被忽视的隐患

稀土元素虽然不稀有,但供应链高度集中。全球大量稀土元素的加工和精炼能力集中在中国,这意味着中国在全球稀土供应链中拥有重要地位,也使得其他国家的企业更加关注供应安全问题。

在全球自由贸易高度发展时期,这种集中没有受到太多关注——原材料本质上是商品,只要能买到就行。但随着全球贸易和地缘政治环境变化,关键资源的供应集中问题在过去一年变得越来越突出。

这究竟是多大的突破?

客观来看,特斯拉这次发布无稀土电机的真正意义,并不在于电池技术。它确实能带来一定的效率和空间利用率提升,但这种提升可能没有达到足以彻底改变电动汽车性能的程度。同时,这也并非一条从未被人想到过的全新技术路线。

更准确地说,特斯拉可能是将此前已被研究过的技术路线,针对日益突出的稀土供应链风险,真正整合并应用到了实际产品中。

目前,这款电机只出现在Cybercab上。特斯拉在得克萨斯州登记用于运营的Cybercab数量大约只有45辆,大规模量产能力还有待观察。

但如果未来特斯拉能将这套技术推广到更多车型并实现大规模生产,它对于降低供应链依赖、优化车辆结构、提高生产稳定性的价值,可能比单纯提升几个百分点的效率更大。