特斯拉“0稀土”电机的突破不在于技术，而在于……

编者按：美东时间9月3日，特斯拉在得克萨斯州奥斯汀举行发布会，正式发布量产版Cybercab无人驾驶出租车，同时展示了一款新型无稀土永磁电机。 “无稀土”究竟意味着什么？ 电动出行垂直媒体Electrek专栏作者詹姆森·道（Jameson Dow）撰文对此进行了逐层拆解：即便当前最低效的电动车电机，也能将90%以上的输入能量转化为扭矩，因此特斯拉仅公布了尺寸和功率的优化百分比，却未提及效率提升的具体数字——其提升幅度恐怕微乎其微。真正价值在于两点：一是更小的封装体积带来的整车布局自由度，二是摆脱对中国稀土加工环节的高度依赖。 观察者网“世界科先声”栏目编译此文，期望帮助中国读者穿透技术宣传的迷雾，看清特斯拉此举的真实含金量，并借此一窥稀土供应链博弈对全球电动车产业格局的深层影响。

【文/詹姆森·道】

在特斯拉低调举办Cybercab活动的同时，该公司还展示了一款新型无稀土永磁电机，据称其功率密度和效率均有显著提升。

这算是一项成就，但要理解其成色究竟如何，我们首先得搞清楚这一切到底意味着什么。系好安全带，咱们慢慢说。

关于电动汽车中使用“稀土”的话题已经谈论很多了。但问题在于：许多听过这个词的人并不知道“稀土”是什么、它们怎么用、以及使用它们会带来什么影响。

设计这些产品的工程师当然知道这些。他们的工作就是优化自己负责的车辆部件，而优化工作总是有空间可做的。采购工程师所用材料的供应链经理也会向工程师施压，要求尽量减少使用那些昂贵或难以获取的材料。

但这些都属于行业内部的事。公众大多只是听到“稀土”这个词，觉得听起来有点吓人，然后就置之不理了。

因此，关于稀土到底是什么、它在电动汽车中如何应用，存在着很多误解。我打算在这里澄清其中一些误解，然后解释特斯拉于9月3日晚真正宣布了什么。

什么是“稀土”？

在元素周期表中，“稀土元素”是下图红色标出的那些——镧系元素，加上钪和钇。它们其实并没有那么“稀有”，比如钕的丰度大约是铜的三分之二。

我们这里最关注的是钕，因为它与电动汽车关系最密切。它用于制造强磁铁，因此出现在需要小型强力磁铁的电子设备中，如扬声器、硬盘和电动机。镝、铽和镨也常用作钕磁铁的添加剂。

稀土在电动汽车中如何应用？

事实上，这些元素通常都不用于锂离子电池。所以问题不在电池，而在电机。一辆电动汽车的电机中大约只有1公斤左右的稀土元素——单车用量很少，但放到大规模量产规模上就很多了。

此外，并非所有类型的电动汽车电机都使用稀土元素——特斯拉在永磁电机中使用过，但在其交流感应电机中没有。交流感应电机通过电流产生磁场，而不是用实体磁铁。

最初，特斯拉在其车辆中使用交流感应电机，不需要稀土元素。实际上，公司名称就源于此——尼古拉·特斯拉正是交流感应电机的发明者。但到了Model 3推出时，公司引入了新型永磁电机，并最终开始在其他车型中也使用这种电机。

特斯拉的新说法是什么？

2023年，特斯拉宣布将致力于制造不含稀土元素的永磁电机。这可能意味着特斯拉在研究使用铁氧体或铝镍钴合金作为磁铁材料（不过后者只是用一套供应链问题换另一套）。还有其他研究材料，但可能规模太小，无法满足特斯拉的需求。

在特斯拉9月3日的Cybercab活动上，公司声称Cybercab使用的新型电机比其他顶级驱动单元小18%、轻25%，且效率更高。特斯拉CEO埃隆·马斯克并未出席活动，他在推特上回复补充说，该电机不使用稀土金属。

因此，今天的消息可能是特斯拉无稀土磁铁努力的成果，但由于没有特斯拉公关部门可以询问他们具体使用什么材料，目前这个问题只能暂时悬着。

到目前为止，我们只在这款Cybercab上看到了这种电机，但特斯拉有可能将其推广到其他车型，就像当初Model 3率先采用永磁电机，随后扩展到整个特斯拉产品线一样。

至于“极难实现”——嗯，马斯克对什么都这么说。也许确实很难。特斯拉能做到这一点值得称赞。但我们实际能获得什么实际好处呢？

特斯拉的说法为什么重要？

这一切之所以重要，是因为永磁电机往往比感应电机效率更高、体积更小，这两点对汽车制造商显然都很重要。

Cybercab已认证能耗为165Wh/英里，使其成为道路上最高效的电动汽车。这得益于它的小尺寸、低矮的空气动力学设计、轻量、双座布局，以及确实更高效的电机。

但更高效的电机本身其实并不那么重要。电动汽车中使用的最低效的电机也已经非常高效，能将90%以上的输入能量转化为旋转扭矩。

因此，再挤出几个百分点的效率实际上并不会对整个系统的效率产生什么惊人的影响。注意，例如，虽然特斯拉给出了尺寸和功率的百分比变化，但没有给出效率提升的百分比——很可能因为这个提升相对较小。

更重要的是，如果特斯拉能够制造出无稀土永磁电机，它就能获得所需的功率密度，并将其塞入像Cybercab这样的小型车辆中，腾出一些空间让整体布局更紧凑。正是对这类细微优化的不懈追求，才让超高效车辆成为可能。

所以，封装和效率确实是一种增益，是追求超高效整体方案的一部分，但即使使用稀土磁铁，这些增益大概也能实现。然而，消除电机中的稀土还有另一个原因。

稀土实际上为什么值得关注？

稀土的劣势在于，尽管它们并不那么“稀有”，但获取难度仍然很大。这是因为世界上大部分稀土元素的供应都通过一个国家——中国加工，这理论上赋予了中国决定谁能使用这些资源的权力。

在昔日自由贸易的范式下，这并不太重要——大宗商品就是大宗商品，你可以向任何拥有它们的人购买。而在这种情况下，拥有它们的就是中国。

但资源集中问题在过去一年变得尤其突出，因为中国对白宫里那个“老糊涂”（马斯克是其最大个人赞助者）的胡言乱语感到厌倦，决定对稀土加工实施出口管制。

每个人都知道这类事情可能发生，这也是特斯拉和其他公司最初就致力于减少稀土用量的原因。但后来它确实发生了（而马斯克本人也是部分原因，真是帮了自家公司的大忙啊），突然间对所有人来说，要么在中国之外找到新的精炼供应，要么减少用量，变得紧迫得多。

那么……这究竟有多大的事？

所以，这就是这条新闻的重要性——与电池无关，也并非出于环境或人权影响，效率有提升但没那么大，也不是什么没人想过的重大技术突破。它只是对人们已经思考了一段时间的技术的一次实施，以应对一个最近变得更加现实的问题，以一种据称可规模化的方式——如果特斯拉真的打算把它从目前在得克萨斯州注册的大约45辆Cybercab（我们相信它会的）扩展到更多车辆的话。

这是新闻，也有意思。但或许算不上什么惊天动地的大事。

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