歐美電動車企被曝正在減少對“永磁體”的依賴。為什麼?
怕被卡脖子 —— 被中國卡脖子。永磁體是什麼?為什麼能卡脖子?什麼是永磁體電機?
永磁體是一種能長期保持磁性,不易失磁,也不容易被磁化的磁體。作為電動車至關重要的三電之一,電機與永磁體密切相關。普通的感應電機需要在轉子上安裝勵磁線圈,并且隻有在電流通過時才會形成磁場。

簡單來說,就是電生磁與磁生電。
在轉子上裝入永磁體的永磁體電機,無需通過電生磁,自身就能産生磁場。
因為沒有勵磁的電流分量,是以效率更高。
尤其是在高轉速下,使用相同電池組的永磁體電機,擷取的能量更大,輸出的動力更多。
與感應電機相比,永磁體電機還有這些優點:
1、内部結構緊湊、體積小、重量小;
2、調速範圍大,能夠實作低速大扭矩;
3、功率密度高。
公開資訊顯示,全球新能源汽車約 90% 以上搭載永磁體電機。
國内車企諸如比亞迪、小鵬、吉利、威馬……
也都選擇了效率更高的永磁體電機。
最初使用感應電機的特斯拉,也在中途掉頭。
2019 年,特斯拉重新設計了 Model S 和 Model Y 的驅動單元,開始使用永磁體電機。
然而,在市場上占有絕對主導地位的永磁體電機,造價不低。
因為核心材料永磁體需要用到大量的钕、镨、镝、铽等稀有金屬元素。
這些材料均來自稀土。
歐美電動車企為什麼會被卡脖子?
目前,多家電機供應商的明星産品都是含有稀土材料的永磁體電機。
包括博世、日立、西門子等等。
普遍使用钕鐵硼作為永磁體的電機,能效在 95%~96% 之間。
钕鐵硼是已發現的、磁性最強的永磁材料,有“萬磁王”之稱。
這種材料的出現,大大降低了永磁體電機的成本。同時還因為自身性能穩定,減少了永磁體電機的高溫退磁現象。
除了電動車電機,高性能的钕鐵硼永磁體還可以用在高鐵、輕軌,甚至航空航天的電機裝置上。
生産钕鐵硼,要從稀土中冶煉分離出氧化镨钕。
這就涉及到了稀土産業的中遊。
完整的稀土産業鍊包括:上遊原礦采選、中遊冶煉分離、下遊永磁材料和儲氫材料等。
從永磁材料到永磁體電機,不過是在下遊做買賣。
真正讓歐美電動車主動繞路的,另有原因。
全球稀土資源分布情況如何?
中國儲量最大,其次是越南、巴西、俄羅斯。
據 USGS(美國地質調查局)資料顯示,截止 2020 年,中國現有稀土資源儲量為 4400 萬噸,約占全球稀土儲量的 36.7%。
2020 年,中國的稀土産量為 14 萬噸,占全球稀土供應量的 58.3%。
國内六大稀土集團,北方稀土、南方稀土、稀有稀土、五礦集團、廈門鎢業和廣晟集團,都是稀土供應主力軍。
這六家企業各自按照配額來采礦和生産稀土産品。
内蒙古標頭的白雲鄂博,擁有國内最多的稀土儲量,比重高達 83%。
這座全球最大的稀土礦開采權,由北方稀土獨家所有。
在中遊冶煉分離環節,海外産能同樣匮乏,大部分稀土精礦需要出口到中國進行加工。
西半球最大,也是美國唯一的稀土開采商 MP Materials,曾經定下目标在 2020 年底前實作钕等材料的自主提煉。
不過這一目标已經被推遲到 2022 年。
據悉,此前 MP Materials 每年将超過 5 萬噸的稀土精礦運往中國,進行冶煉分離。
現在海外提煉稀土精礦的産能主要集中在澳洲的稀土生産商 Lynas。而 Lynas 今年的産能已經過載。
缺礦、缺技術,讓站在下遊觀望的歐美電動車企進退兩難。
尋找“替代品”?
歐美電動車企正在尋找新的出路。
據路透社報道,為了減少對永磁體的依賴,大衆汽車正在使用稀土含量更低的永磁體電機,隻含铽和镝。
戴姆勒和寶馬同樣計劃減少對稀土永磁體的使用。甚至重新設計完全不含稀土元素的電機。
這些做法并非先例,日産、豐田都曾有過嘗試。
早在 2011 年,豐田就在其小型混動車 FREED 上搭載了不含重稀土元素的永磁體電機;2018 年豐田又研制出钕用量減少了 20% 以上的電機。
不過這些技術基本用在了混動車型上。
做到徹底放棄使用稀土元素的,目前也隻有一家電機供應商 —— 德國馬勒。
馬勒稱其已經研制出不含任何稀土材料的高性能電機。
但能用在哪種車型、成本多少、何時量産,都還是未知數。
另一方面,按照電機市場的現狀來看,超過 90% 的電動車企都在使用钕鐵硼永磁體電機。
上至钕鐵硼供應商,下至電機制造商,都不見得會放走手裡的肥羊。
更何況另一條路上,也許隻有 10% 不到的玩家。
至于缺礦,多家企業為了穩定産量,都在想辦法到中國拿貨。
中科三環,全球第二大、國内最大的高性能钕鐵硼制造商。包括特斯拉、大衆、奔馳在内的多家車企,都得找它進貨。
用無可用時,還有永磁體制造商回收稀土廢料,再花高價提取出钕鐵硼原料。
是以想繞過永磁體?
不是不可能,但代價非常大。