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無稀土電機在新能源汽車領域的呼聲越來越高。

今年3月份，特斯拉最先宣布下一代永磁電機將不再使用稀土材料。這之后的半年多里，業內企業布局無稀土電機的腳步不斷加快。

例如，雷諾集團正在設計不含稀土的第三代電機“E7A”，該電機尚處于原型樣品階段，預計2027年投入量產；通用汽車和Stellantis也正計劃開發新一代無稀土永磁電機；梅賽德斯下一代MMA EV平臺的目標則是完全棄用重稀土。不僅如此，產業鏈相關企業亦在積極規劃產品路線。 

日前，日本公司Proterial（原日立金屬）已試制出不含稀土元素釹的永磁電機，并計劃2035年前實現商用。采埃孚也開發出了一種零稀土無磁電機“2SM”。而前不久，英國一家初創公司Advanced Electric Machines籌集到了2300萬英鎊，后續將用于不含稀土和銅的車用電機的擴產。據稱，該電機支持100%回收利用。

越來越多的證據表明，跨國公司對無稀土電機的關注度日益提高。可問題是，“無稀土”會成為未來行業發展的主流趨勢嗎？在這個過程中，存在哪些機會，又有哪些挑戰？

雷諾E7A；圖片來源：雷諾

無稀土電機“蓄謀已久”

無稀土電機，還得說回到特斯拉。

在揭曉“宏圖第三篇章”，也就是“2050年前全面轉向可持續能源”之際，特斯拉曾指出，隨著全球向清潔能源過渡，稀土的需求急劇增長，不僅在滿足下游需求方面生出挑戰，在上游開采環節也面臨環境和健康風險。因此，公司下一代使用永磁電機的驅動單元，將不再使用稀土材料。 

2017年，特斯拉正式轉向使用永磁同步電機，這也是Model3/Y驅動系統延續使用的搭載方案。截至目前，多數自主品牌都用上了永磁同步電機，部分品牌車型采用雙電機模式，即正常行駛狀態下啟用永磁同步電機，以達到延長續航的作用，而行駛至高速，交流感應電機等可以作為動力輔助。

數據顯示，國內市場大約9成的新能源汽車搭載了永磁同步電機。而一直以來，稀土元素都是永磁電機必不可少的原材料。

例如，釹鐵硼因具備高磁能積、高矯頑力、高磁飽和強度等特點，已成為新能源汽車領域應用最廣泛的永磁體材料；釹和釔在電機線圈中的應用也較為廣泛，可提高線圈的耐熱、耐腐蝕等性能。當然，稀土材料并不只這幾種。

所以特斯拉的此番規劃——顛覆傳統永磁電機的制備方法，無異于一枚深水炸彈。

眼下，全球車企、Tier1爭相涌入無稀土電機賽道，但從已公布的量產或者商用時間來看，距離無稀土電機真正落地仍有相當長的一段路程，其能否取代現有技術的地位，仍是個未知數。

圖片來源：APPU

降本+提效

“無稀土”之所以受到追捧，是因為不乏觀點認為，相對稀土電機，無稀土電機可以做到成本更低且更高效。

早些時候，極氪電驅電機開發專家徐津就提到，永磁同步電機中重稀土（鋱、鏑等9個元素）的成本占比較高，永磁體的成本約占電機總成本的30%, 而重稀土材料的成本占永磁材料成本的30～50%。也就是說，僅重稀土就占到單電機成本的10%～15%。

同時也有業內人士分析，電機磁鋼的成本與功率密切相關，以最大功率170千瓦，扭矩310牛米，轉速16000轉/分鐘的磁鋼來說，其成本大約是1000元的一個水平。

所以降低稀土使用量，或者以其他價格更低的材料進行完全替代，成了行業降本的思路之一。

另外，在性能提升方面，前述雷諾的E7A基于800V高壓平臺，最大功率達到200千瓦，在電池容量相同的情況下可以延長續航里程，也能夠有效縮短電池充電時間。特斯拉方面也聲稱，自己的下一代電機將會更高效。

區別于傳統燃油車，新能源汽車主要有“三大件”——電池、電機和電控。除了將電能轉化為機械能，驅動電機還具有能量回收、控制車輛行駛方向和制動系統等功能。換句話說，電機的電能轉化效率越高，電能損耗就越低，一定程度上便可以延長續航里程。 

不過，無稀土電機的磁鏈設計和電控軟件算法難度較大，需要極強的電機理解、控制器硬件開發和軟件算法能力。此外，最可行的方式——替換稀土永磁材料，也是研發的一大課題。

事實上，車企看上無稀土電機，不僅為降本和提效，更重要的一點，其實是為了規避稀土材料的壟斷風險。

稀土：又一場保衛戰

中國是稀土大國，儲量約占世界總儲量的3成。但以2022年為例，全球稀土產量約30萬噸，中國稀土產量為21萬噸，占比70%，領跑全球。不僅如此，中國還是世界唯一一個形成“稀土資源-冶煉分離-功能材料-應用產品”完整產業鏈的國家。

至今，我國已經成為全球最大的稀土永磁材料生產國，而這恰恰成了海外車企擔憂的地方。

正如近年來，出于對芯片制造過多依賴亞洲地區的擔憂，全球對本土芯片行業的扶持力度趕超以往。同樣地，稀土材料在歐美車企眼中也具有不確定性。這種不確定性，還得追溯到多年前。

圖片來源：中國稀土行業協會

2010年5月到2011年上半年，稀土價格曾近乎瘋狂式上漲。2011年前7個月，國內八大稀土品種的價格漲了近十倍，其中以鏑鐵合金和金屬鏑漲幅最高，分別達到748.28%和715.79%。即便放在眼下，每千克稀土仍要花費數百美元。

所以美國能源局早在幾年前便開始組織開發輕稀土或者無稀土電機。去年年底，美國能源部關鍵材料研究所（CMI）開發出了一種制造無稀土永磁材料錳鉍（MnBi）磁體的新方法。

錳鉍磁體可以替代由稀土材料構成的永磁體。另外也有研究顯示，硬磁材料中的氮化鐵在理論性能上具備替代釹鐵硼的可能性。但無論哪一種，材料方面的創新即意味著工藝也要隨之革新。 

業內有觀點認為，從現有的技術路線來看，永磁同步電機不使用稀土材料基本不太可能。但如果特斯拉用上新的材料和制備工藝，實現成本和技術的優勢，其他車企預計也會跟進。

不可否認，無稀土電機不只是海外競逐的熱點。今年10月份，國內無稀土永磁電機及電控供應商梵盛智控宣布完成千萬元A輪融資。除去上述打造可控且穩定供應鏈的目的，國內車企實則也在為降本提效而奔走。

接下來，無稀土電機的驗證和導入無疑將推動“去稀土化”進入新的階段。

寫在最后

對燃油車來說，稀土材料可以作為尾氣的凈化劑；而對新能源汽車來說，稀土的作用不僅在低碳，還在智能化。如今，稀土功能材料已經成為全球競爭的焦點之一，歐美及日本等國家和地區將稀土元素列入“21 世紀的戰略元素”，進行戰略儲備和重點研究，我國也在《中國制造 2025》等中長期發展規劃中將稀土功能材料列為關鍵戰略材料予以重點發展。可以說，這不僅是車企之間的較量，更是國與國之間的又一個關鍵賽點。