创事记|习惯卡他人脖子的欧美,如今在电动车进程里心虚了
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文/韦丽雪
来源:智能车参考(AI4Auto)
欧美电动车企被曝正在减少对“永磁体”的依赖 。
为什么?
怕被卡脖子——被中国卡脖子 。
永磁体是什么?为什么能卡脖子?
什么是永磁体电机?
永磁体是一种能长期保持磁性 , 不易失磁 , 也不容易被磁化的磁体 。
作为电动车至关重要的三电之一 , 电机与永磁体密切相关 。
普通的感应电机需要在转子上安装励磁线圈 , 并且只有在电流通过时才会形成磁场 。
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简单来说 , 就是电生磁 。
在转子上装入永磁体的永磁体电机 , 无需通过电生磁 , 自身就能产生磁场 。
因为没有励磁的电流分量 , 所以效率更高 。
尤其是在高转速下 , 使用相同电池组的永磁体电机 , 获取的能量更大 , 输出的动力更多 。
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与感应电机相比 , 永磁体电机还有这些优点:
1、内部结构紧凑、体积小、重量小;
2、调速范围大 , 能够实现低速大扭矩;
3、功率密度高 。
公开信息显示 , 全球新能源汽车约90%以上搭载永磁体电机 。
国内车企诸如比亚迪、小鹏、吉利、威马……
也都选择了效率更高的永磁体电机 。
最初使用感应电机的特斯拉 , 也在中途掉头 。
2019年 , 特斯拉重新设计了Model S和Model Y的驱动单元 , 开始使用永磁体电机 。
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然而 , 在市场上占有绝对主导地位的永磁体电机 , 造价不低 。
因为核心材料永磁体需要用到大量的钕、镨、镝、铽等稀有金属元素 。
这些材料均来自稀土 。
欧美电动车企为什么会被卡脖子?
目前 , 多家电机供应商的明星产品都是含有稀土材料的永磁体电机 。
包括博世、日立、西门子等等 。
普遍使用钕铁硼作为永磁体的电机 , 能效在95%~96%之间 。
钕铁硼是已发现的、磁性最强的永磁材料 , 有“万磁王”之称 。
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这种材料的出现 , 大大降低了永磁体电机的成本 。 同时还因为自身性能稳定 , 减少了永磁体电机的高温退磁现象 。
除了电动车电机 , 高性能的钕铁硼永磁体还可以用在高铁、轻轨 , 甚至航空航天的电机设备上 。
生产钕铁硼 , 要从稀土中冶炼分离出氧化镨钕 。
这就涉及到了稀土产业的中游 。
完整的稀土产业链包括:上游原矿采选、中游冶炼分离、下游永磁材料和储氢材料等 。
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从永磁材料到永磁体电机 , 不过是在下游做买卖 。
真正让欧美电动车主动绕路的 , 另有原因 。
全球稀土资源分布情况如何?
中国储量最大 , 其次是越南、巴西、俄罗斯 。
据USGS(美国地质调查局)数据显示 , 截止2020年 , 中国现有稀土资源储量为4400万吨 , 约占全球稀土储量的36.7% 。
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2020年 , 中国的稀土产量为14万吨 , 占全球稀土供应量的58.3% 。
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国内六大稀土集团 , 北方稀土、南方稀土、稀有稀土、五矿集团、厦门钨业和广晟集团 , 都是稀土供应主力军 。
这六家企业各自按照配额来采矿和生产稀土产品 。
内蒙古包头的白云鄂博 , 拥有国内最多的稀土储量 , 比重高达83% 。
这座全球最大的稀土矿开采权 , 由北方稀土独家所有 。
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在中游冶炼分离环节 , 海外产能同样匮乏 , 大部分稀土精矿需要出口到中国进行加工 。
西半球最大 , 也是美国唯一的稀土开采商MP Materials , 曾经定下目标在2020年底前实现钕等材料的自主提炼 。
不过这一目标已经被推迟到2022年 。
据悉 , 此前MP Materials每年将超过5万吨的稀土精矿运往中国 , 进行冶炼分离 。
现在海外提炼稀土精矿的产能主要集中在澳大利亚的稀土生产商Lynas 。 而Lynas今年的产能已经过载 。
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缺矿、缺技术 , 让站在下游观望的欧美电动车企进退两难 。
寻找“替代品”?
欧美电动车企正在寻找新的出路 。
据路透社报道 , 为了减少对永磁体的依赖 , 大众汽车正在使用稀土含量更低的永磁体电机 , 只含铽和镝 。
戴姆勒和宝马同样计划减少对稀土永磁体的使用 。 甚至重新设计完全不含稀土元素的电机 。
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这些做法并非先例 , 日产、丰田都曾有过尝试 。
【创事记|习惯卡他人脖子的欧美,如今在电动车进程里心虚了】早在2011年 , 丰田就在其小型混动车FREED上搭载了不含重稀土元素的永磁体电机;2018年丰田又研制出钕用量减少了20%以上的电机 。
不过这些技术基本用在了混动车型上 。
做到彻底放弃使用稀土元素的 , 目前也只有一家电机供应商——德国马勒 。
马勒称其已经研制出不含任何稀土材料的高性能电机 。
但能用在哪种车型、成本多少、何时量产 , 都还是未知数 。
另一方面 , 按照电机市场的现状来看 , 超过90%的电动车企都在使用钕铁硼永磁体电机 。
上至钕铁硼供应商 , 下至电机制造商 , 都不见得会放走手里的肥羊 。
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更何况另一条路上 , 也许只有10%不到的玩家 。
至于缺矿 , 多家企业为了稳定产量 , 都在想办法到中国拿货 。
中科三环 , 全球第二大、国内最大的高性能钕铁硼制造商 。 包括特斯拉、大众、奔驰在内的多家车企 , 都得找它进货 。
用无可用时 , 还有永磁体制造商回收稀土废料 , 再花高价提取出钕铁硼原料 。
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所以想绕过永磁体?
不是不可能 , 但代价非常大 。
(声明:本文仅代表作者观点 , 不代表新浪网立场 。 )
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