特斯拉发布不含有稀土金属的电机
本帖最后由 寂静回声 于 2026-9-7 20:31 编辑特斯拉于当地时间9月3日晚间在奥斯汀举行了一场仅限受邀者参加的发布活动，邀请多名社交媒体博主试乘新车型。特斯拉官方在发布会开始前两小时于社交平台X发文称“未来已降临奥斯汀”，并配有首席执行官马斯克的旁白，将Cybercab描述为“首款专为无监督全自动驾驶打造的车辆”。
Cybercab是一款专为Robotaxi打造的纯电动汽车，采两座设计，车内没有方向盘及传统驾驶控制装置。目前，特斯拉已在德州为其Robotaxi车队登记45辆Cybercab。
特斯拉宣布，Cybercab搭载了一款新型驱动电机。与其它高性能驱动单元相比，这款电机的体积缩小了18%，重量减轻了25%，同时拥有更高的效率。
虽然马斯克本人没有出席活动，但他随后在社交平台X上进一步确认，这款电机不使用稀土金属。
知名电动汽车媒体Electrek在9月4日发布分析文章，认为不使用稀土金属的产品具有重要意义，对于汽车等多个行业来说都非常重要。
文章表示，电动汽车中的“稀土问题”主要并不在电池，而是在电机。一台电动汽车电机中使用的稀土元素大约只有1千克左右。对于单辆汽车来说，这个数量并不算大，但当汽车进入大规模生产阶段后，需求量就会迅速累积。
文章直言，稀土元素虽然并不极其稀有，但它们依然存在供应链高度集中的问题。全球大量稀土元素的加工和精炼能力集中在中国，这意味着中国在全球稀土供应链中拥有重要地位，也使得其它国家的企业更加关注供应安全问题。
随着全球贸易和地缘政治环境发生变化，关键资源的供应集中问题在过去一年变得越来越突出。
绝大多数传统电机品类完全不依赖稀土金属：
感应异步电机：依靠定子磁场在转子鼠笼中感应出电流产生转矩，转子无永磁体，是工业领域应用最广泛的电机品类，完全不含稀土。
开关磁阻电机、同步磁阻电机：依靠定子与转子的磁阻差异产生转矩，转子仅由硅钢片叠压构成，无任何永磁材料。
电励磁同步电机：通过转子绕组通电产生磁场，无需永磁体，常用于大型发电、重型工业传动场景。
普通铁氧体永磁电机：使用铁氧体磁体（主要成分为氧化铁），不含稀土元素，在家电、小功率工业场景大规模应用。
只有稀土永磁同步电机（使用钕铁硼、钐钴等含稀土永磁体）才依赖稀土材料。这类电机凭借极高的磁能积实现了超高功率密度，是新能源汽车、工业机器人等高端场景的主流方案，但它只是电机品类中的一种，而非全部。
高速电机通常指转速＞10000rpm、或高转速功率密度的电机，核心要求是高功率密度、高转速下磁性能稳定、耐高温抗退磁、转子机械强度高。稀土永磁体（尤其是钐钴、高性能钕铁硼）恰好精准匹配这些需求：
磁能积可达 40~50MGOe，是铁氧体的 5~10 倍，同等功率下电机体积可缩小 50% 以上；
高矫顽力，在高温、高转速的电枢反应下不易退磁；
居里温度高（钐钴可达 700℃以上），适配高速工况的发热环境。
因此在对体积、重量、效率要求严苛的高速场景（如新能源汽车主驱、高速加工主轴、航空航天），稀土永磁电机是当前的性能最优解。
高速电机的稀土替代途径包括用无稀土永磁体替换稀土永磁和电机架构替代：
永磁铁氧体核心成分是氧化铁 + 锶 / 钡，完全不含稀土，成本仅为钕铁硼的 1/5~1/10；
磁能积 3~5MGOe，低于稀土永磁，但居里温度高，耐高温抗退磁能力优于普通钕铁硼；
不单独使用，而是配合永磁辅助同步磁阻电机（PMaSynRM）架构，将铁氧体嵌入转子磁障中，通过 “磁阻转矩 + 永磁转矩” 共同出力，可实现 15000rpm 以上的高速运行，功率密度接近稀土永磁电机，仅体积增加 20%~30%。
日本 Astemo、特斯拉 Cybercab 的无稀土电机均采用此技术路线，是当前最具量产前景的高速无稀土方案。
锰基永磁材料的磁能积可达 10~15MGOe，是铁氧体的 2~3 倍，居里温度超过 400℃，高温稳定性优于普通钕铁硼；
既保留永磁电机的高功率密度，又完全无稀土，适配高速高温工况；
韩国材料科学研究院已实现致密度 95% 以上的锰铋磁体制备，美国能源部将其列为下一代高速电机核心材料，目前处于量产线建设阶段。
氮化铁（Fe₁₆N₂）等实验室材料，理论磁能积接近钕铁硼（约 48MGOe），但量产时易分解、相稳定性差，目前仅能在实验室制备小尺寸样品，距离商用还有较远差距。
无永磁体的高速电机路线彻底放弃永磁体，通过电磁原理重构电机转矩来源，从根源上摆脱稀土依赖，适合极端高速、高可靠性要求的场景。
高速开关磁阻电机（SRM）依靠定转子之间的磁阻差异产生转矩，转子仅为硅钢叠片，无绕组、无永磁体；
转子结构强度极高，无磁体脱落风险，可承受 30000rpm 以上超高速，耐高温、抗过载能力强；
通过先进控制算法和分段定子结构，传统的噪音、扭矩脉动问题已大幅改善，Enedym 等企业已推出量产级高速开关磁阻电机，用于新能源汽车、工业高速设备。
高速感应异步电机
定子旋转磁场在转子鼠笼中感应出电流，产生电磁转矩；
技术最成熟，转子结构坚固，高速运行平稳，成本低；
中低速区间效率低于永磁电机，体积和重量更大；
特斯拉 Model 3/Y 四驱版前轴、部分高速压缩机均采用高速感应电机，转速可达 18000rpm。
高速同步磁阻电机（纯 SynRM）纯靠转子多层磁障结构产生的磁阻转矩出力，完全无永磁体；
结构坚固，耐高温，无退磁风险；
纯磁阻转矩功率密度偏低，同等功率下体积比稀土永磁电机大 30% 以上，通常用于对体积不敏感的工业高速风机、水泵场合。
把钕铁硼改成铁氧体了，PMa-SynRM，Br大概只有钕铁硼的1/3，电磁转矩Te=(3/2)·p·ψf·iq+（3/2）p(Ld-Lq)idiq,加号前面是永磁转矩，后面是磁阻转矩，两个比例可以调配。
国内稀土充足，倒可不必追随，铁氧体耐和钕铁硼温度性能不同，铁氧体矫顽力温度系数是正值，温度越高越不容易退磁，但低温易退磁，剩磁温度系数两个都是正值，温度升高都会失磁，铁氧体掉的多些。
页:
[1]