马斯克宣布“无稀土”电机技术,金力永磁表示并非行业趋势

金力永磁(300748.SZ),作为特斯拉钕铁硼磁体的供应商,于9月8日针对特斯拉Cybercab采用无稀土电机的决策发表了看法。在该日披露的一份投资者关系记录中,金力永磁指出,高性能的稀土永磁材料经过四十多年的发展,正处于广泛应用阶段。钕铁硼磁体以其高磁能积、体积小、重量轻和优异的控制精度等特性,使其在新能源汽车、高端机器人及工业伺服电机等对功率密度和效率要求严格的领域中,得到了充分验证,是不可替代的主流材料。金力永磁还提到,尽管市面上也存在电励磁电机和铁氧体电机等选择,但并不能代表行业的主流趋势。同时,公司在新能源汽车、变频空调和机器人等领域的订单情况保持稳定,经营状况良好,对高性能稀土永磁材料的长期价值和发展前景持乐观态度。

在9月3日的发布会上,特斯拉在德克萨斯州奥斯汀推出了全球首款专为无人驾驶设计的量产车型Cybercab,取消了方向盘和传统的油门、刹车踏板,完全依靠FSD系统实现L4级自动驾驶。马斯克在社交平台上确认,这款电动车的驱动电机已经达到零稀土金属的标准,并且整车续航能力未受到影响。消息显示,这款新的无稀土电机在性能上表现出众,体积比其他高性能驱动单元缩小了18%,重量减轻了25%,同时效率得到了提升。马斯克称这一技术突破极具挑战性。

实际上,特斯拉的副总裁科林·坎贝尔早在2023年3月的投资者活动中就提到,随着全球向清洁能源转型,稀土需求大幅上升,不仅带来供应困难,还有可能导致环境和健康风险。因此,特斯拉在设计下一代驱动单元时决定完全不使用稀土材料的永磁电机。值得一提的是,早期的Model S和Model X使用的是交流感应电机,不含永磁体和稀土材料,但由于体积较大且效率低,特斯拉从Model 3和Model Y开始采用稀土钕铁硼永磁同步电机,以实现更高的功率密度和更小的体积。

如今,特斯拉的Cybercab再次选择了无稀土路线,但与以往不同的是,这一方案在永磁体系中通过系统工程弥补了材料性能的不足,成功实现了“零稀土”电机。这意味着,特斯拉推出了一种具备永磁电机性能但不使用稀土的解决方案。永磁材料能够在去除外部磁场后保留磁性,并抵御一定强度的外部干扰。金力永磁之前提供给特斯拉的钕铁硼磁体被认为是当前工业化生产中性能最佳的永磁材料,具有体积小、轻巧和强大的磁性特点。

简而言之,这种高性能的永磁体使得电机能够在小体积和轻重量的情况下输出高功率。此前的数据显示,特斯拉的Model Y永磁电机平均需要500克稀土材料。就此次马斯克宣称Cybercab电机实现零稀土的专项研究,国内调研机构Mysteel分析认为,特斯拉的创新可以归结为三方面:首先是采用Halbach阵列集中磁力、减少漏磁;其次是发卡式定子使铜线槽的满率从40%提高到70%,有效提升功率密度;最后是将电机转速提升至15000转以上,以速率来补偿磁场强度的不足。Mysteel指出,这些技术手段虽不算颠覆,但要实现量产并维持性能的稳定则需要强大的系统工程能力。

然而,外界对于“零稀土”电机是否能够真正激活稀土市场仍持谨慎态度。有观点表示,马斯克所提的“零稀土、续航不变”的主张主要出自特斯拉的宣传,尚缺乏深入的拆解分析、明确的磁体化学成分和第三方验证。目前已注册的45辆Cybercab是搭载这一“零稀土”电机的全部量产车辆。此外,该方案目前仅限于在城市低速持续运营的Cybercab,尚未验证其在高速和大扭矩条件下的表现。Mysteel也提到,非稀土磁材(如铁氧体)的磁能积仅为钕铁硼的十分之一,在相等功率下,电机的体积和重量均会显著增加,且低温退磁的风险更高。技术的适用性验证仍需时间。

需要指出,这场技术争论背后,反映了全球稀土供应链的复杂博弈。目前全球约90%的稀土精炼加工集中在中国,氧化镨钕的精炼供应占比高达92%,而重稀土镝和铽的占比更是达到98%至99%。中国对钐、钆、铽、镝等七种中重稀土实施出口管制,马斯克也曾公开表示,其人形机器人的量产进程受到影响。特斯拉此次通过工程设计替代材料依赖,普遍被视为对中国稀土管制的供应链“去风险”布局。实际上,早在三年前特斯拉便表示将完全不依赖稀土材料进行永磁电机的设计,相关分析师早已对这一决策进行了评估。