什么是无稀土电机
目前在电动车上使用的电动机有两种——永磁同步电机和无磁感应交流异步电机。
永磁同步电机技术成熟,而且效率较高,所以被应用在大部分单电机设计的电动车上。但永磁电机有一个大的缺点——它需要用到珍贵的稀土材料。
而感应交流异步电机优点是无需稀土,但缺点就是扭矩密度和功率密度低,而且体积较大。因此为了降低对稀土的依赖,同时确保电机性能。很多汽车品牌都在开发没有稀土的电机。
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无稀土电机才是未来?通用汽车和Stellantis也入局了
当地时间周三,通用汽车和Stellantis已与美国一家初创企业Niron Magnetics达成合作,开发下一代无稀土的永磁电机。Niron Magnetics目前拥有60名员工,该公司声称拥有仅使用铁和氮就能制造高性能磁铁的专利方法,这两种元素都很容易获得,不需要再进口稀土元素。
无稀土同步磁阻电机
无稀土同步磁阻电机是..种不需要稀上元素的磁阻式电机.它采用了新型的磁性材料来代替传统同步磁阻电机中常用的稀土磁铁,从而降低了成本和环境影响。
什么是稀土?
所谓稀土,虽然有个土字,但其实是指特定种类的稀有金属,一共有镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)和钪(Sc)等17种。
稀土拥有非常优秀的光学、电磁性能,因此被广泛应用于军事、工业等领域,其中钕铁硼因磁能极高而被用于汽车的电机中,也被业内人士成为当代的“永磁之王”。而永磁电机靠着转子上的稀土永磁材料与定子上的线圈相互作用,实现了汽车的前进和后退,此外稀土还能改善电机性能,提高电机的动磁性,使其工作更加稳定并减少磁性损失。
此外使用稀土材料,能使电动机在耐高温、耐磨以及NVH方面有很明显的提升,这种永磁电机的尺寸较小,质量也很轻,它也因此深受特斯拉这种追求汽车品质感车企的喜爱。
不过尽管人类已在自然界中发现了大约250种稀土矿,但真正适合工业使用的也只有十余种,正因如此,稀土的价格极其昂贵,过高的制造成本也一定程度上制约了车企的产品策略,因此特斯拉一直在尝试摆脱对稀土的依赖。
资料显示,2017年~2022年,特斯拉已采取了,通过优化设计提高效率来减少对稀土依赖的策略,旗下全新Model 3驱动模块的稀土用量已减少了25%,当前特斯拉汽车电动机中使用的稀土元素主要有镝、铽、钕三种,其含量分别为10g、10g、500g。
而在前不久的特斯拉投资者大会上,马斯克声称,下一代永磁电机技术将在不损失能效的情况下,实现对稀土材料的“0”使用,不过对于这一表态,汽车业内人士普遍提出质疑,毕竟从目前的技术水平来讲,要想在不损失效率的前提下,完全让永磁同步电机摆脱稀土,还是不大可能的。
Rowntree表示,永磁体是无名英雄,是汽车无数部件的重要组成部分。他们对通用汽车影响最大的地方是未来电动汽车的动力传动系统。如今,大约90%的稀土磁铁供应依赖于中国。
当然,铁氮永磁体还将在各种行业发挥作用,Rowntree指出,这种技术还可能应用于消费电子产品,还有各种汽车部件,包括燃油泵和空气循环装置等。
通用汽车风险投资公司的主管Kai Daniels声称:“我们的团队将共同开发铁氮永磁体技术,我们将计划在未来的通用电动汽车上使用这种技术。”
Daniels表示,最新的投资是通用总体供应战略的一部分,公司已计划到2035年在美国只销售电动汽车,这一承诺没有改变。但她没有说明何时才能开始使用这种无稀土永磁电机。
据悉,通用汽车、Stellantis和其他团队总共给Niron提供了3300万美元的资金。有知情人士表示,通用汽车投资了700万美元,Stellantis投资了500万美元。
Stellantis Ventures管理合伙人Adam Bazih表示:“利用丰富的大宗商品材料制造性能强大的磁铁,可以减少稀土矿的开发生产,从而降低整体环境影响。”