習(xí)慣卡他人脖子的歐美,如今在電動車進(jìn)程里心虛了
被曝正減少對“永磁體”依賴
歐美電動車企被曝正在減少對“永磁體”的依賴。
為什么?
怕被卡脖子——被中國卡脖子。
永磁體是什么?為什么能卡脖子?
什么是永磁體電機(jī)?
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(guān)重要的三電之一,電機(jī)與永磁體密切相關(guān)。
普通的感應(yīng)電機(jī)需要在轉(zhuǎn)子上安裝勵磁線圈,并且只有在電流通過時(shí)才會形成磁場。
簡單來說,就是電生磁。
在轉(zhuǎn)子上裝入永磁體的永磁體電機(jī),無需通過電生磁,自身就能產(chǎn)生磁場。
因?yàn)闆]有勵磁的電流分量,所以效率更高。
尤其是在高轉(zhuǎn)速下,使用相同電池組的永磁體電機(jī),獲取的能量更大,輸出的動力更多。
與感應(yīng)電機(jī)相比,永磁體電機(jī)還有這些優(yōu)點(diǎn):
1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量??;
2、調(diào)速范圍大,能夠?qū)崿F(xiàn)低速大扭矩;
3、功率密度高。
公開信息顯示,全球新能源汽車約90%以上搭載永磁體電機(jī)。
國內(nèi)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(jī)。
最初使用感應(yīng)電機(jī)的特斯拉,也在中途掉頭。
2019年,特斯拉重新設(shè)計(jì)了Model S和Model Y的驅(qū)動單元,開始使用永磁體電機(jī)。
然而,在市場上占有絕對主導(dǎo)地位的永磁體電機(jī),造價(jià)不低。
因?yàn)楹诵牟牧嫌来朋w需要用到大量的釹、鐠、鏑、鋱等稀有金屬元素。
這些材料均來自稀土。
歐美電動車企為什么會被卡脖子?
目前,多家電機(jī)供應(yīng)商的明星產(chǎn)品都是含有稀土材料的永磁體電機(jī)。
包括博世、日立、西門子等等。
普遍使用釹鐵硼作為永磁體的電機(jī),能效在95%~96%之間。
釹鐵硼是已發(fā)現(xiàn)的、磁性最強(qiáng)的永磁材料,有“萬磁王”之稱。
這種材料的出現(xiàn),大大降低了永磁體電機(jī)的成本。同時(shí)還因?yàn)樽陨硇阅芊€(wěn)定,減少了永磁體電機(jī)的高溫退磁現(xiàn)象。
除了電動車電機(jī),高性能的釹鐵硼永磁體還可以用在高鐵、輕軌,甚至航空航天的電機(jī)設(shè)備上。
生產(chǎn)釹鐵硼,要從稀土中冶煉分離出氧化鐠釹。
這就涉及到了稀土產(chǎn)業(yè)的中游。
完整的稀土產(chǎn)業(yè)鏈包括:上游原礦采選、中游冶煉分離、下游永磁材料和儲氫材料等。
從永磁材料到永磁體電機(jī),不過是在下游做買賣。
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(jù)USGS(美國地質(zhì)調(diào)查局)數(shù)據(jù)顯示,截止2020年,中國現(xiàn)有稀土資源儲量為4400萬噸,約占全球稀土儲量的36.7%。
2020年,中國的稀土產(chǎn)量為14萬噸,占全球稀土供應(yīng)量的58.3%。
國內(nèi)六大稀土集團(tuán),北方稀土、南方稀土、稀有稀土、五礦集團(tuán)、廈門鎢業(yè)和廣晟集團(tuán),都是稀土供應(yīng)主力軍。
這六家企業(yè)各自按照配額來采礦和生產(chǎn)稀土產(chǎn)品。
內(nèi)蒙古包頭的白云鄂博,擁有國內(nèi)最多的稀土儲量,比重高達(dá)83%。
這座全球最大的稀土礦開采權(quán),由北方稀土獨(dú)家所有。
在中游冶煉分離環(huán)節(jié),海外產(chǎn)能同樣匱乏,大部分稀土精礦需要出口到中國進(jìn)行加工。
西半球最大,也是美國唯一的稀土開采商MP Materials,曾經(jīng)定下目標(biāo)在2020年底前實(shí)現(xiàn)釹等材料的自主提煉。
不過這一目標(biāo)已經(jīng)被推遲到2022年。
據(jù)悉,此前MP Materials每年將超過5萬噸的稀土精礦運(yùn)往中國,進(jìn)行冶煉分離。
現(xiàn)在海外提煉稀土精礦的產(chǎn)能主要集中在澳大利亞的稀土生產(chǎn)商Lynas。而Lynas今年的產(chǎn)能已經(jīng)過載。
缺礦、缺技術(shù),讓站在下游觀望的歐美電動車企進(jìn)退兩難。
尋找“替代品”?
歐美電動車企正在尋找新的出路。
據(jù)路透社報(bào)道,為了減少對永磁體的依賴,大眾汽車正在使用稀土含量更低的永磁體電機(jī),只含鋱和鏑。
戴姆勒和寶馬同樣計(jì)劃減少對稀土永磁體的使用。甚至重新設(shè)計(jì)完全不含稀土元素的電機(jī)。
這些做法并非先例,日產(chǎn)、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(jī);2018年豐田又研制出釹用量減少了20%以上的電機(jī)。
不過這些技術(shù)基本用在了混動車型上。
做到徹底放棄使用稀土元素的,目前也只有一家電機(jī)供應(yīng)商——德國馬勒。
馬勒稱其已經(jīng)研制出不含任何稀土材料的高性能電機(jī)。
但能用在哪種車型、成本多少、何時(shí)量產(chǎn),都還是未知數(shù)。
另一方面,按照電機(jī)市場的現(xiàn)狀來看,超過90%的電動車企都在使用釹鐵硼永磁體電機(jī)。
上至釹鐵硼供應(yīng)商,下至電機(jī)制造商,都不見得會放走手里的肥羊。
更何況另一條路上,也許只有10%不到的玩家。
至于缺礦,多家企業(yè)為了穩(wěn)定產(chǎn)量,都在想辦法到中國拿貨。
中科三環(huán),全球第二大、國內(nèi)最大的高性能釹鐵硼制造商。包括特斯拉、大眾、奔馳在內(nèi)的多家車企,都得找它進(jìn)貨。
用無可用時(shí),還有永磁體制造商回收稀土廢料,再花高價(jià)提取出釹鐵硼原料。
所以想繞過永磁體?
不是不可能,但代價(jià)非常大。