为什么特斯拉未来要用到无稀土永磁同步电机？

3月2日凌晨，特斯拉开发者大会开幕，电视机前的各位都在满心期待地等待着一款新车的到来，然而虽三年之约已到，但“ModelQ”并未出现，这一度让特斯拉股价跌了5%。

想当年2020年的股东大会上，马斯克曾宣布，将会在三年后，也就是2023年，推出一款2.5万美元的，并带有自动驾驶的汽车。但各位不要着急，2023年也仅刚开始，留给马斯克的时间还有很多。同时马斯克也表示很快将举办一场专注于新产品的活动。

如果你也有耐心看完整场发布会，你会发现，特斯拉其实是在向我们展示，他们是如何一步步降低成本，向着打造一台低价电动车的方向努力的。

这次大会是一场投资者大会，自然是发布了投资者想看的东西，而投资者无非关心几个问题：投入和产出比。与之相关的无非就是成本和未来盈利的可能性。而未来盈利的这个话题我们本文就不说了，我们直接讲降低成本这件事中的一件非常有意思，但并未在本次发布会上花大篇幅去介绍的东西——无稀土永磁同步电机。

降低成本无非从两个角度出发，一个是生产成本，一个是材料成本，前年发布的4680在电池技术上为特斯拉每千瓦时降低了百分之69的成本，而今年我们发现了特斯拉又开始对电机下手了，他们已经成功设计出了无稀土的永磁同步电机，也就是完全不需要使用稀土的永磁，同时在碳化硅的使用上也将减少75%，在此基础上，并不会损失能效，总制造成本直接降低1000美元。该技术会在下一代平台车型中使用。

无稀土永磁同步电机仅仅作为支撑特斯拉这个巨大宏图的一部分，其实并没有给过大的篇幅。在演讲中，特斯拉展示了一张幻灯片，将其目前在ModelY上的永磁电机中的稀土用量与下一代电机进行了比较。但特斯拉并没有具体说明它在不使用原本元素后，选择使使用了哪些元素，这或许会在未来发布会中详细介绍。据猜测，第一个数字可能是钕，而其他可能是镝和铽。

据发布会中工程师介绍，从2017年至2022年，由于传统系统效率的提升，他们已经将Model3的驱动模块中的稀土减少了25%。

看起来只是个技术改进，成本控制的新闻，但发布会中该消息一出，直接带崩了稀土和碳化硅板块。永磁同步电机采用的永磁材料主要是钕铁硼磁铁（NdFeB magnet），是由钕、铁、硼（Nd2Fe14B）形成的四方晶系晶体，其中钕为稀土材料，所以永磁同步电机也被称为“钕永磁电机”。

那么无稀土永磁同步电机有什么意义，为什么特斯拉的未来要用到无稀土的策略呢？首先是稀土成本问题，二是稀土资源遭制约。

虽然永磁同步电机有着效率高、功率因素高、定子电流小、有较高的负载能力高的优势，但是撇开有退磁风险、精工精度要求高等风险外，稀土价格贵和稀土资源紧缺也是限制欧美国家发展永磁同步电机的重要原因。据了解磁铁可占永磁同步电机总成本的 40%。

目前新能源增长率持续攀升，其中在大部分电动车中，采用的多是永磁同步电机，占据装机量的90%以上，对于稀土的消耗是非常大的，而特斯拉目前所有的电动车都有采用到永磁同步电机，而去年销量突破130万，对于稀土的消耗量相当大。

而我国是全球稀土储备最大的国家，约占世界稀土资源总量的41.36%。可以说中国在全球稀土出口之所以占有垄断的地位，同时不仅储量第一，在产量和销售量上也是世界第一。其中2021年美国进口的钕铁硼永磁体中，有3／4来自中国。而能提供美国钕铁硼永磁的国家主要还有日本和澳大利亚。但日、澳的钕铁硼永磁体价格都比中国贵。

说回电动车，据相关数据显示，一辆新能源汽车大约要用到2.5公斤钕铁硼永磁体，如果不用中国制造的永磁体和永磁电机，美国在电机上就不具备竞争力。

然而稀土资源掌握在我们国家手中，我们国家曾多次出台稀土总量控制政策，出口配额问题也引发多次国际贸易争端。而在这样的大背景下，大部分的国外车企为了避免卡脖子，车企联合研究机构都在着力研究无稀土永磁电机，从技术路线上主要可以分为少稀土、轻稀土和无稀土三个方向：日产、奔驰、宝马等企业进行了少稀土的技术研究，其通过增加磁阻转矩的利用来减少稀土用量；丰田2011年发布小型混动车FREED上，搭载了不含重稀土元素的永磁体电机；2018年又研制出钕用量减少20%以上的电机，用价格更低的稀土镧及铈来代替部分的钕，并计划10年内在电动汽车上使用该磁石；同时大众汽车也正在使用稀土含量更低的永磁体电机，含铽和镝；美国橡树岭国家重点实验室、美国GE研究了切向式无稀土主驱电机，但并未见到在新能源汽车中实际应用。

而我国其实也同样在研发无稀土永磁同步电机，虽然说我国并不缺稀土，但是稀土是重要的战略资源，也是不可再生资源，要实现绿色发展、可持续发展。所以随着新能源汽车行业快速发展和稀土总量控制政策的背景下，立足国家战略需求和行业可持续发展，各大企业也在研发新能源汽车用的无稀土或者少稀土电机技术。

特斯拉在2023年的投资者日中主要讲述了该品牌“可持续能源未来”的第三篇章，而作为整个新阶段“秘密宏图”的一个重要支撑技术，无稀土电机目前发展阶段和技术细节仍是个谜，例如采用了什么元素替代钕，同样，在性能数据上，新电机能实现什么样的经济和动力水平，毕竟对于消费者来说，用什么手段实现的电机技术并不是最重要，更重要的在于体验如何，同时在4680电池后，这个“新电机”又能给最终售价上带来什么样的优势呢？我们拭目以待。