中国稀土的优势地位,就要被这部电机撼动了吗?

2026年09月19日 14:14 次阅读 稿源:汽车商业评论 条评论

一边是车企为稀土磁体的供应操心,另一边,马斯克说,特斯拉的电机可以不用稀土了。2026年9月,据媒体转引,特斯拉CEO马斯克表示,其无人出租汽车Cybercab的电机不使用稀土,同时保持了续航表现。伴随这项表态受到关注的,还有电驱单元体积缩小18%、重量降低25%等信息。

这些数字很容易形成一个直观印象:去掉稀土,电机不仅没有变差,反而更小、更轻了。

但对于电机工程师,判断还需要从另一些问题开始:比较对象是谁?输出功率对应什么转速?能够维持多大扭矩?持续运行时的温升、效率和噪声如何?

《汽车商业评论》认为,马斯克的说法属于企业方面的性能主张,尚不能视为经过独立对比测试的结论。它真正值得讨论的地方,是汽车电驱对稀土的依赖,究竟存在多大的替代空间。

无稀土电机早已进入量产汽车。今天的争议,已经超出了“能不能不用”的范围。磁体采购上的节省,会不会转化为轴承、减速器和冷却系统上的新增投入?相近的峰值功率,能否对应相近的持续输出和整车体验?这些问题,决定了替代方案的适用范围。


电机需要磁场

不一定需要稀土


电机将电能转化为机械能,磁场在其中发挥着关键作用。永磁体能够提供磁场,通电线圈也能够产生磁场。此外,还可以利用转子不同方向上磁阻的差异产生转矩,不必在转子上配置永磁体或励磁绕组。

因此,无稀土汽车电机并非只有一条技术路径。

电励磁同步电机通过转子线圈建立磁场;感应电机利用电磁感应产生转子电流;同步磁阻电机通过转子的磁阻差异产生转矩。永磁电机也可以采用不含稀土的磁体。

稀土永磁体的优势,在于能够以较小体积提供较强磁场,为电机的紧凑化和高效率创造条件。但磁体性能与整机性能不能直接画等号。

例如,磁能积是评价永磁材料的重要指标,却不能按其比例直接推算整台电机的功率、扭矩或体积。磁路设计、电流负荷、磁阻转矩和冷却能力,都会参与决定最终结果。

理解替代技术,还需要分清三个层次:无重稀土、无稀土,以及无永磁体。

无重稀土,通常指取消镝、铽等重稀土元素,磁体仍可能使用钕、镨等轻稀土。博迈立铖(Proterial,原日立金属)2025年公布的无重稀土钕磁体,就属于这一类。

无稀土,并不意味着必须取消永磁体。未添加稀土的铁氧体磁体,就是一种选择。不过,“铁氧体”本身也不是零稀土的配方保证,部分高性能铁氧体采用镧等元素改性,仍需核对具体材料成分。

无永磁体,则进一步改变了转子的设计。电励磁、感应和纯同步磁阻方案,可以不依赖永磁体工作。

减少特定元素、替换磁体材料和改变电机结构,对制造、控制及供应链的影响各不相同。


已有量产方案

尚待确认的特斯拉路径


宝马第五代电驱系统采用电励磁方案,通过给转子通电建立磁场,避免使用稀土永磁体。宝马2021年的公告显示,这一代电机自2020年起就已为iX3生产,并将用于iX和i4。

这类方案需要解决向旋转转子供电及转子散热等问题。采埃孚开发的转子轴内感应供能方案,就是围绕供电方式、结构和空间利用进行改进。

另一种方向,是结合永磁转矩与磁阻转矩。采用铁氧体辅助的同步磁阻电机,并不是简单地在原有电机中换一块磁体,而是通过转子结构与磁路设计,让两种转矩共同承担输出。

这些路线都可以讨论,但不能据此认定Cybercab采用了其中某一种。

特斯拉在2023年曾提出下一代无稀土永磁电机计划,这为外界推测提供了背景,却不能替代对Cybercab实际构型和材料的披露。体积、重量与续航几项信息,也不足以排除其他设计可能。

尤其需要注意,公开报道中的体积缩小18%、重量降低25%,针对的是电驱单元。电驱单元可能包含电机之外的部件,其比较范围和输出条件也需要明确。壳体、冷却、传动和系统集成都可能影响结果,不能仅凭减重幅度大于体积缩减幅度,就反推出使用了哪种磁体。

同样,“保持续航”是整车层面的表述。电池容量、车重、风阻、轮胎和电驱效率都参与决定续航,无法据此单独计算电机效率的变化。


功率密度提高

不等于扭矩密度提高


电机功率、扭矩和转速之间的关系并不复杂:

功率P(千瓦)=扭矩T(牛·米)×转速n(转/分)÷9549.3。

这意味着,在某个工作点上,获得相同功率,可以采用较低转速与较大扭矩,也可以采用较高转速与较小扭矩。

对于典型径向磁通电机,在电磁负荷等条件相近时,扭矩与转子有效体积存在近似比例关系。但跨越不同材料、冷却和结构方案时,不能只根据整机体积判断扭矩。

提高转速,是改善功率密度的重要手段,但并不意味着扭矩密度同步提高。

举一个仅用于说明原理的算例:假设某方案在同体积下的扭矩是基准的70%,如果它能够在两倍转速下维持这一扭矩比例,输出功率就可以达到基准的140%。

实际电机未必能够做到这一点。进入高速区后,电压、电流、弱磁控制、机械强度和散热都会形成约束。最大扭矩与最高转速通常不在同一个工作点,不能直接相乘,作为最大功率。

提高转速也不是铁氧体电机独有的能力。钕铁硼方案同样可以进行高速化设计。公平的比较,需要明确转速范围、输出要求和热约束,而不能用一台高速电机与另一台不同设计目标的电机,直接比较材料路线的优劣。

博迈立铖2023年7月24日技术公告中的数据,提供了一个具体参照。研究以车用钕铁硼永磁驱动电机作为仿真比较基准,并制作铁氧体样机。公告说明,设计固定了转子、定子直径,并考虑工作温度和高速强度,但未披露基准电机品牌、型号及完整测试工况。


按公告数据计算,样机功率比基准低约7.3%,最大扭矩低37%,最高转速规格提高50%。这是特定设计下的比较,不能推广为所有铁氧体电机的固定性能差距。

在满载起步、城市低速急加速等工况下,车轮端驱动力直接影响动力体验。但电机最大扭矩下降37%,并不意味着整车起步能力同比下降。实际结果还取决于低速扭矩曲线、减速比、供电能力和轮胎附着条件。

增大减速比可以提高车轮端扭矩,却需要同步匹配电机转速范围、最高车速、齿轮负荷和传动损耗。峰值功率接近,只是整车匹配工作的起点。


高速之外

还有散热、噪声和低温


提高转速,会对转子强度、动平衡、轴承与润滑提出新的要求。其成本也可能体现在NVH和热管理上。

NVH指噪声、振动与声振粗糙度。转速变化会改变电磁和机械激励的频率;如果接近结构的共振区间,就可能放大振动或啸叫。电机、减速器、壳体和悬置,需要作为完整系统评估。

现有Cybercab报道中的重量、体积和续航信息,还不足以判断这些声学问题,也无法说明是否增加了隔振、降噪方面的投入。

热管理同样如此。在其他条件相近时,提高转速可能增加部分铁损、交流绕组损耗和机械损耗,但最终温升取决于全部损耗与散热条件。不能简单断言高转速电机必然更热,也不能因为取消了转子励磁绕组,就认为转子不再产生损耗。

视频提到的Astemo案例,为这种系统取舍提供了更具体的说明。根据Astemo在2025年10月发布的公告,其铁氧体磁体辅助同步磁阻主驱电机实现了180千瓦输出,相比其传统稀土永磁电机,尺寸增加约30%;为控制发热,设计采用了对绕组槽部和端部进行浸油冷却的结构。

这里的30%对应特定产品的尺寸比较,不能写成所有铁氧体电机都要重30%—40%。它说明的是,材料替代可能伴随结构与冷却方案的共同调整。

如果Cybercab最终确认使用铁氧体磁体,低温退磁裕量也是需要验证的项目。铁氧体在低温下可能出现抗退磁能力下降,是否发生不可逆退磁,还取决于材料牌号、磁路工作点和反向磁场等条件。

这不能被简化为“在寒冷地区停一晚就会损坏”。改善材料、磁路及电流控制都可能提高裕量,添加稀土也不是所有设计唯一的解决方法。

铁氧体作为陶瓷磁体,还需要考虑脆性、固定方式和高速机械载荷。但材料具有脆性,并不能直接推导为整车碰撞时碎片会飞出电驱总成;还需要评估转子约束、壳体防护及整车安装结构。

对于Cybercab,上述内容都是需要获得测试数据的项目,目前不足以据此确认其适用地区,更不能把奥斯汀的运营部署直接解释为规避低温缺陷。


出租车不追求极限加速

不代表电驱要求低


Cybercab作为专用运营车辆,可能与面向个人消费者的车型采用不同的性能权重。

不以极限加速为卖点,意味着设计可以减少对某些峰值指标的追求,将更多资源用于降低制造成本和运行能耗。但出租车的高使用频率,又会增加对持续运行、频繁启停、噪声和寿命的要求。

同样的效率差异,在高年行驶里程下可能对应更明显的电费差异。维护周期、故障停运时间和维修便利性,也会影响运营收益。因此,“出租车不需要高性能”并不足以推出“使用钕铁硼就是浪费”。

更准确的问题是:车辆实际需要哪些性能,哪些性能值得付出成本。

材料端的经济性也在变化。据Mysteel公开现货行情汇总,2026年9月14日,国内氧化镨钕市场参考报价约为73万元/吨。这是市场报价口径,不是车企长单采购价,更不是成品磁体价格。

金属加工、磁体牌号、重稀土添加量、制造良率和采购合同,都会影响价格传导。上游报价只能提供背景,不能直接换算为一台电机的成本变化。

车企需要比较的,是磁体端节省的费用,能否覆盖其他环节的新增支出。如果需要增加铜和电工钢用量、调整减速器、强化冷却或增加声学处理,材料节省就可能被部分抵消。

供应稳定性也应计入。关键材料价格上升或交付不确定性增加时,降低依赖的价值会提高;价格回落、供应恢复后,替代方案仍需要证明成本竞争力。

新材料的产业化进度也不能忽略。Niron的铁氮化物磁体具有研究和商业化价值,但其2026年9月公告所述、满产年产能可达1500吨的Sartell工厂,计划于2027年投运。这一规划不能作为已经具备相同规模供货能力的证明,更不能用于推定Cybercab的材料来源。

对于整车企业,从材料可用到车型量产,中间还有验证、供应商定点、产线建设和良率提升。一个方案是否值得采用,需要在整个产品周期内计算。


能替代多少

要看实际装车和采购


车企的选择会改变每辆车平均需要多少稀土,但单车用量下降,并不自动意味着行业需求总量下降。

汽车驱动电机的稀土需求,可以粗略理解为:

需求量≈汽车产量×平均每车驱动电机数量×使用稀土的电机比例×每台电机平均稀土用量。

无稀土方案普及,主要影响使用比例;减少稀土的设计,主要影响单机用量。与此同时,汽车产量和电机配置也在变化。因此,替代技术的影响,可能先体现为需求增速放缓。

供给端则有既有产业规模。国际能源署2026年发布的《稀土元素:通向安全和多元化供应链的路径》报告给出的2024年数据显示,中国在磁材用稀土精炼环节约占全球91%,在报告讨论的烧结稀土永磁体生产环节约占94%。这些份额对应特定产品和年份,不能泛化为全部稀土或全部磁性材料。

同时,驱动电机取消稀土,也不能直接等同于整车取消稀土,更不意味着整车供应链已摆脱某个国家或地区。其他电机、电子部件及电池等环节,需要分别核对材料和供应来源。

特斯拉如果能够在满足Cybercab运营要求的同时,降低电驱成本、减少关键材料依赖,仍然是一项有商业价值的工程进展。实现这些目标,并不要求它必须发明一种全新的电机原理;但要称之为普遍适用的技术突破,就需要更完整的构型、性能和成本证据。

汽车电机真的从此不需要稀土了吗?《汽车商业评论》认为,能够确认的是,部分汽车电机已经可以在不使用稀土的条件下满足量产要求;尚不能确认的是,无稀土方案能否在更广泛的车型和工况中持续取得综合优势。

对Cybercab,下一步应看电机的扭矩—转速曲线、效率分布、温度边界和实际运营表现。对产业,则应看新车型定点、量产规模和磁材采购变化。这些信息,才能说明替代究竟推进到了哪一步。

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