近日材料界一個(gè)比較熱的新聞#全球電動(dòng)車(chē)巨頭特斯拉宣布正在打造零稀土元素的永磁電動(dòng)車(chē)電機(jī)：特斯拉動(dòng)力系統(tǒng)副總裁ColinCampbell在當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月1日舉辦的投資者活動(dòng)上表示，隨著世界向清潔能源過(guò)渡，稀土需求量也在急劇增加，這導(dǎo)致滿(mǎn)足稀土需求有一定難度，并且開(kāi)采稀土也會(huì)產(chǎn)生環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。因此，特斯拉在設(shè)計(jì)下一代驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，選擇了完全不使用任何稀土材料的永磁電機(jī)。

▼演講ppt中展示了ModelY永磁電機(jī)當(dāng)前的稀土用量與下一代電機(jī)系統(tǒng)用量

目前，ModelY需要三種稀土，第一種約為500克，另外兩種各為10克，盡管特斯拉沒(méi)有具體說(shuō)明現(xiàn)行的電機(jī)使用了哪些元素，但有我們猜測(cè)，第一個(gè)元素可能是釹，另外兩個(gè)是鏑和鋱或鈰。

PS：根據(jù)金屬和礦產(chǎn)咨詢(xún)公司AdamasIntelligence的數(shù)據(jù)，電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)占全球稀土永磁體消耗量的12%，其中特斯拉約占15%至20%。

除了電池性能，電機(jī)也是提升續(xù)航能力重點(diǎn)

電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。在提升電動(dòng)車(chē)的續(xù)航問(wèn)題上，汽車(chē)制造商大多將研發(fā)精力集中在高能量密度的電池上，然而，提升電機(jī)自身效能也可以提升續(xù)航能力并且使電池組更小、更輕便。

與傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)相比，永磁電機(jī)，特別是稀土永磁電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗小，效率高；電機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。在今天，大部分電動(dòng)汽車(chē)都配備了由稀土制成的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)，永磁同步電機(jī)的高效率能更好地提高續(xù)航里程（常用普通電機(jī)的平均效率為70%多，而稀土永磁電機(jī)，其能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到90%以上，最好的可以達(dá)到98%以上）。稀土永磁同步電機(jī)能耗低續(xù)航優(yōu)秀，備受眾多車(chē)企喜愛(ài)，但對(duì)于許多稀土資源缺乏的國(guó)家來(lái)說(shuō)，他們不得不擔(dān)心稀土供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性，因此他們一直在努力尋求一個(gè)沒(méi)有稀土的永磁電機(jī)技術(shù)路線(xiàn)。

如何實(shí)現(xiàn)無(wú)稀土永磁電機(jī)？

根據(jù)相關(guān)的資料顯示，目前要實(shí)現(xiàn)不用稀土的永磁電機(jī)目前已有兩條清晰路線(xiàn)：第一種是永磁輔助同步的勵(lì)磁電機(jī)，最大特色是用鋼做轉(zhuǎn)子，可以不用稀土。第二種是對(duì)稀土本身的替代，制造一種新型的磁性材料，比如鐵和鎳的材料作為稀土材料上的替代。

在眾多新型磁性材料中，氮化鐵磁體是（Fe16N2）是值得期待的，與釤鈷硬磁材料相比，氮化鐵磁體可將能量密度提高40% ，由于不含稀土元素，這類(lèi)永磁材料得到了廣泛的關(guān)注。目前代表性的制造商是美國(guó)的美國(guó)永磁體開(kāi)發(fā)公司Niron Magnetics-該公司負(fù)責(zé)推進(jìn)美國(guó)能源部不含關(guān)鍵礦物材料的強(qiáng)力永磁體商業(yè)化項(xiàng)目。Niron 開(kāi)發(fā)了 Clean Earth Magnet? 技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)精確控制和操縱氮化鐵（Fe16N2）的晶體結(jié)構(gòu)，獲得具有高溫回彈性的高強(qiáng)度磁體，第一代 Clean Earth Magnet? 提供大約 0.9 特斯拉的磁場(chǎng)強(qiáng)度，將滿(mǎn)足從音頻揚(yáng)聲器、磁傳感器和消費(fèi)電器到工業(yè)電機(jī)和汽車(chē)附件電機(jī)的廣泛應(yīng)用。第二代磁鐵將提供 1.5 特斯拉的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并將解決更高扭矩密度和高工作溫度的應(yīng)用——包括電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)和風(fēng)力渦輪機(jī)。

粉體圈編輯：Alpha

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