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特斯拉电机"摆脱"稀土,无磁电机技术是新方向吗

特斯拉一场发布会,就“带崩”了A股一个板块。

3月2日A股开盘,稀土板块开盘遭重挫,稀土成为当天A股跌幅最大的板块。

主要原因是特斯拉负责动力总成工程的副总裁Colin Campbell谈到,特斯拉的下一代电动机将完全不使用稀土材料,还有下一代平台也将减少75%的碳化硅。

稀土材料其实存在于我们生活中,例如小时候玩的磁铁就是稀土材料。稀土可以应用扬声器和各种电机当中,而新能源汽车采用的永磁电机是稀土材料的使用大户。而中国是世界上最大的稀土出口国。

目前在电动车上使用的电动机有两种——永磁同步电机和无磁感应交流异步电机。

永磁同步电机技术成熟,而且效率较高,所以被应用在大部分单电机设计的电动车上,例如特斯拉Model 3长续航版就是后置单电机。

但永磁电机有一个大的缺点——它需要用到珍贵的稀土材料。还有永磁同步电机价格稍高,以及高温易退磁等缺点。

而感应交流异步电机优点是无需稀土,但缺点就是扭矩密度和功率密度低,而且体积较大。感应交流异步电机国际先进水平效率一般可以做到92%,比永磁电机略低。

例如特斯拉、蔚来等采用双电机的性能版本,就是后轴永磁同步,前轴感应异步方案。永磁同步电机优点是省电效率高,用来续航比较好,而感应异步电机的好处是响应快,扭力输出大可以提升性能。

这就是为什么像特斯拉Model 3、蔚来等四驱电动车性能强的一个原因。一方面响应更快的感应异步电机放在前轴,它的四驱响应速度不是普通燃油车机械传动的四驱可以相比。

但无论如何,感应交流异步电机才是未来的发展方向。

例如2021年德国马勒就发布了一款新型无磁电机,无需稀土材料。而且该电机在几乎任何工况下的效率都可达95%以上,这在之前只有电动方程式赛车能做到。

电机的关键特性在于无接触的感应式动力传输,这使得电机可以无磨损运行。无接触无磨损给它带来两个优势——一是在高转速时尤为高效,二是特别耐用。

电机内部旋转部件与静止部件之间的电能传输不发生接触,因而不会产生磨损,可以做到电机免于维护,这样的优势让应用范围广泛。

其实特斯拉近年一直在有意降低稀土的使用量,发布会上特斯拉谈到:在2017年至2022年期间,由于提高了传动系统的效率,他们已成功地将新Model 3驱动模块的稀土使用量减少了25%。

在特斯拉目前使用的电机中,三种稀土元素分别使用了500g、10g和10g。而他们计划未来将三种稀土元素的用量都降至0g。

最终特斯拉是否能实现技术突破,进一步降低造车成本,还得看马斯克后续的操作了。

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