特斯拉要“重返”不含稀土電機,目的或是擺脫稀土在美國的供應(yīng)不足。
在3月1號召開的特斯拉投資者日上,馬斯克宣布,特斯拉將制造一種不含有稀土元素的永磁電動汽車車機。
據(jù)電機專家、上海交通大學(xué)電氣工程系副主任王志新教授表示,其實早在5年前,國內(nèi)就有技術(shù)團隊觀察到特斯拉在進行相關(guān)研究,近年來也已經(jīng)開始有向產(chǎn)品化發(fā)展的趨勢。從業(yè)界和學(xué)界的角度上,要實現(xiàn)不用稀土的永磁電機目前已有兩條清晰路線:第一種是永磁輔助同步的勵磁電機,最大特色是用鋼做轉(zhuǎn)子,可以不用稀土。第二種是對稀土本身的替代,制造一種新型的磁性材料,比如鐵和鎳的材料作為稀土材料上的替代。所以從技術(shù)突破上來說永磁電機不依賴稀土是有技術(shù)路徑的,下一步需要觀察特斯拉的技術(shù)成果和相關(guān)的設(shè)計效果。
稀土元素是電動汽車供應(yīng)鏈中的一個爭論焦點,因為很難確保稀土的供應(yīng),尤其美國所使用的稀土幾乎全部依賴進口——這對于特斯拉來說很重要。
在元素周期表上,“稀土元素”是下圖中用紅色標(biāo)出的元素——鑭系元素,加上鈧和釔。雖然被稱為“稀土”,但稀土元素實際上也并非稀缺,地球上釹的含量大約是銅的三分之二。
電動汽車中的稀土元素通常用于發(fā)動機(而不是電池),常用的是釹,用于揚聲器、硬盤驅(qū)動器和電動機的強力磁鐵。鏑和鋱通常用作釹磁體的添加劑。
此外,稀土元素并不是用于所有類型的電動汽車電機,一般只在直流電機中使用。
值得一提的是,特斯拉最初在其車輛中使用的是不需要稀土元素的交流感應(yīng)電機(尼古拉·特斯拉正是交流感應(yīng)電機的發(fā)明者),但當(dāng)Model 3上市時,特斯拉默默地推出了一款新的永磁直流電機,并最終在其他車型上也使用這一款電機。
特斯拉今天表示,在2017年至2022年期間,由于提高了傳動系統(tǒng)的效率,他們已成功地將新Model 3驅(qū)動模塊的稀土使用量減少了25%。之后,特斯拉展示了一張幻燈片,將其目前在Y型永磁電機中使用的稀土與未來潛在的下一代電機進行了比較:
在特斯拉現(xiàn)行使用的電機中,三種稀土元素分別使用了500g、10g和10g。
特斯拉計劃,將三種稀土元素的用量都降至0g。
盡管特斯拉沒有具體說明現(xiàn)行沿用的電機使用了哪些元素,但有汽車媒體猜測,第一個元素可能是釹,另外兩個是鏑和鋱。
一直以來,釹基永磁體是電機應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)公式,但在過去十年中,人們一直在研究其他可能取代它的潛在材料。
雖然特斯拉還沒有具體說明它計劃使用哪一種,但它可能接近于做出決定——或者至少看到了在不久的將來尋找更好解決方案的可能性。