“价格屠夫”特斯拉“砍向”永磁电机，不用稀土是“进化”的选择，还是无奈的放弃？
特斯拉提出下一代永磁驱动电机中将完全不使用任何稀土材料。对此，业内人士表示，目前完全可替代稀土永磁的技术不存在，且不用稀土将影响新能源车续航。中科三环和广晟有色企业人士亦认为短期实现为未知数。但从技术突破上来说，不依赖稀土具备技术路径，具体包括铁氧体电机、开关磁阻电机等。
“价格屠夫”特斯拉继续朝制造端挤压成本，这一次瞄准的是永磁电机。在刚结束的年度投资者日活动上，特斯拉动力总成工程副总裁Colin Campbell提到，特斯拉下一代永磁驱动电机中完全不使用任何稀土材料。
对此，多位稀土行业相关人士告诉财联社记者，“目前完全可以替代稀土永磁的技术不存在”、“短期内是不可能发生的”，中国稀土行业协会相关人士更是对财联社记者直言“没有可能”。不过，财联社记者通过和电机技术专家交流获悉，要实现不用稀土的永磁电机目前已有清晰路线，可替代的磁材也有几种。
有新能源汽车行业人士对财联社记者表示，从综合性能来看，目前使用稀土原料的永磁同步电机最具优势。如果不用稀土，势必会影响新能源汽车整车续航；若不使用重稀土，不但会增加验证，而且客户或会借此砍价。
苏州达思灵电机有限公司董事长吴德平 (Walter Wu)对财联社记者称，“马斯克推动的实际上是一种新的材料技术的创新，即不用稀土来制造高性能磁钢，不一定和电动车驱动直接关系。一旦这项材料技术实现突破，那么整个电机界都会受益。”
“主动进化”还是“迫不得已”？
Colin Campbell表示，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%。根据现场幻灯片展示，在特斯拉现行使用的电机中，三种稀土元素分别使用了500g、10g和10g。据特斯拉透露，下一代电机将三种稀土元素的用量都降至0g。
业内猜测，特斯拉展示的三个稀土元素中，第一个元素可能是钕，另外两个是镝和铽。有业内人士认为，特斯拉只是说下一代电机不用稀土元素，其他部位可能还会继续用。
多位业内人士对财联社记者分析表示，促使特斯拉“放弃稀土造电机”的原因主要有两方面：一方面是美国稀土供应不足，主要依赖进口；另一方面是目前稀土价格偏高。梁亚非对财联社记者指出，稀土材料是电机成本最大的部分，约占3成以上。
据外媒报道，2018年3月特斯拉Model 3车型将放弃使用感应电机改为永磁同步电机。生意社数据显示，2018年初稀土指数为332，该指数值于2022年2月24日达到峰值1007，相较2018年初增长了203.3%。截至2023年3月2日，生意社稀土指数为612，较2018年初增长了84.3%。
事实上，受资源限制和稀土价格波动影响，国外团队一直在研究稀土的替代品。据彭博等外媒报道，2022年10月，剑桥大学一团队和来自奥地利的合作者发现了一种制造新型磁性材料铁-镍(tetrataenite)的新方法，有望成为稀土永磁的替代品。
“目前新能源汽车钕铁硼永磁材料的消耗量约占市场需求量的1/3左右，可以说，新能源车对稀土永磁的需求支撑了市场和价格。如果特斯拉开发出成本更低的永磁电机，其他新能源车企也会跟进，受影响的不仅仅是目前新能源汽车对稀土永磁的需求量，还包括未来新能源汽车需求的增长空间。不仅如此，其他行业也会跟进。对稀土行业来说，这是一个颠覆性的事情。”某业内资深人士对记者如是说。
对于特斯拉不用稀土的下一代电机计划，中科三环相关人士回应财联社记者表示，“市场上大多数的主流汽车品牌可能都是公司的客户。目前能够完完全全替代稀土的技术和产品还看不到，如果特斯拉能实现，影响确实还挺大的。但它能不能实现，这完全是一个未知数。”
3月2日，广晟有色（600259.SH）证券部人士表示，“目前行业最先进的晶界渗透技术仅可以减少镝、铽等中重稀土的添加量约50%-70%，特斯拉所谓的不使用稀土仅是简短的一条新闻，并未说明其替代产品或者解决方案，同时行业内也没有其他可替代稀土的重大技术性突破。个人认为，如果特斯拉完全不用稀土的话，产品效率可能达不到标准。”
从永磁材料发展的角度来看，目前钕铁硼永磁材料是第三代永磁材料。据了解，第四代永磁材料纳米复合材料和稀土铁氮（碳）系材料仍在研发中。这意味着，稀土永磁商业化应用还有很长的路要走。
不用稀土将影响新能源车续航
电机是新能源汽车的三大核心零部件之一，被誉为新能源汽车的“心脏”。目前，市面上常见电机有永磁同步电机和交流异步电机，二者各有优劣。
具体来看，永磁同步电机更节能、更轻量化，但是它需要用到稀土材料，因此造价成本更高；而交流异步电机虽具有价格优势，但其功率和扭矩更低，体积也更大。
所谓永磁，是指在制造电机转子时加入永磁体，使电机的性能得到进一步提升。中商产业研究院数据显示，永磁同步电机的成本构成中永磁体的占比最大，约44.9%；交流异步同步电机成本构成中，定子铁芯叠片的占比最大为37.8%。
业内普遍认为，从综合性能来看，永磁同步电机最具优势。相关数据显示，2021年国内新能源车永磁同步电机装机比例已超过98%。
上海梅赛德斯奔驰车辆技术有限公司技术总监穆青对财联社记者称，“续航里程是新能源车的核心痛点之一，永磁同步电机的高效率能更好地提高续航里程。随着高性能钕铁硼永磁体和电力电子元件的进一步发展，永磁同步电机也进一步完善，更符合绿色发展理念。”
值得一提的是，特斯拉最早采用的就是不用稀土的交流感应电机，但从Model 3开始采用永磁直流电机，并最终在其他车型上也使用了这一款电机。
穆青表示，“如果不用稀土，常规来说影响新能源汽车整车续航；不用重稀土的话，目前业内没有尝试过，因此需要花时间去验证，会导致研发费用增加。”北京新能源汽车股份有限公司电驱系统总师梁亚非则认为，不用重稀士不但会增加验证，而且客户会借此砍价。
新能源汽车的爆发式增长，是拉动稀土永磁需求上涨的重要因素之一。据国金证券研究所测算，预计2023年新能源车钕铁硼占比从15%上升至26%。
另据研究机构EVTank预测，2025年全球新能源汽车销量将超1200万辆。中科三环（000970.SZ）董秘此前表示，就目前的平均情况而言，每台新能源汽车中钕铁硼永磁材料的用量大约在2.5公斤左右。据此计算，2025全球新能源汽车对稀土磁材的需求量将达3万吨。
值得关注的是，新能源汽车的高速发展，驱动稀土永磁相关上市公司业绩高增长。比如，中科三环预计2022年实现归母净利润6.5亿元至9.5亿元，同比增长62.96%-138.17%；金力永磁（300748.SZ）预计2022年实现归母净利润7亿元至8.3亿元，同比增长55%-85%。中科三环和金力永磁也是特斯拉稀土永磁的主要供应商。
永磁电机具备不用稀土的路径
据财联社记者了解，从技术突破上来说，永磁电机不依赖稀土具备技术路径，具体包括铁氧体电机、开关磁阻电机、EESM-电励磁同步电机等。此外，可替代并且已经商业化应用的永磁材料有铝镍钴（AlNiCo）、铁氧体和钐钴永磁几种类型。
一位不愿具名的业内资深人士对财联社记者称，“马斯克一直在做一些颠覆性的事情，但我现在想不出特斯拉会用啥材料。他没有说特斯拉电机何时起不用稀土，这是最大的bug。如果不使用稀土的话，铝镍钴是一种，但它的磁性能肯定没有稀土永磁好。”
公开资料显示，铝镍钴是最早开发出来的一种永磁材料，是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金，于20世纪30年代问世。上世纪60年代以后，随着铁氧体永磁和稀土永磁的相继问世，铝镍钴永磁在电机中的应用逐步被取代。换言之，若采用铝镍钴永磁将意味着“开倒车”。
中金有色3月2日速评指出，铁氧体一直是低端领域稀土钕铁硼的替代品，其性能、体积等各方面都很难达到钕铁硼的水平，可以用在一些退而求其次的领域，比如汽车上的一些微电机，但是全面替代稀土永磁实际上是开了技术上的倒车；至于钐钴永磁，它本身就含有稀土元素钐，具有放射性，目前仅用于军工、航天等领域，在新能源车角度进行替代可谓是得不偿失。
技术路径而言，梁亚非对财联社记者表示，开关磁阻电机不用稀土，但NVH（声振粗糙度）问题较大，矿用机械使用较多；使用铁氧体材料的永磁电机效率和功率输出能力会有影响，进而影响整车的续航和动力性。
“EESM-电励磁同步电机高速效率更好，适合高速竞争力基因较强的车型和品牌，如BMW（宝马），但其CLTC（中国轻型汽车行驶工况）效率比永磁同步差。”梁亚非称。
财联社记者了解到，BMW在第五代电驱系统上采用了并不多见的EESM自励同步电机，目前已应用在iX3、iX以及i4上，未来还会出现在电动版7系等更多车型之上。
梁亚非进一步表示，“我觉得特斯拉下一代电机不使用稀土不是不可能。特斯拉作为一个主机厂，有可能以效率或者续航的损失，来应对可能的供应链紧张或者成本问题。它本身就是从异步电动机（感应电动机）起步，异步电动机效率也低，它都能接受。”
中金公司有色行业首席分析师齐丁也认为，特斯拉想做材料转换的原因是他们意识到全球对于稀土及磁材的需求加速，可能会带来稀土的供不应求，因此想寻求别的解决方法。“这无疑是对稀土及磁材供需偏紧最好的印证。”
齐丁同时表示，特斯拉设计下一代的永磁驱动电机，只不过不用稀土材料。“这说明，从技术路线上，此前特斯拉最初在Roadster使用的感应异步电机很难卷土重来。”
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