本文目录
一、新能源汽车需要哪种稀土
新能源汽车用到轻稀土和重稀土。稀土并不是土而是一种稀有金属是化学元素周期表中镧系元素以及与镧系的 15 个元素密切相关的 2 个元素——钪(Sc)和钇(Y)共 17 种元素又分轻稀土和重稀土。稀土的应用：1、稀土永磁电动机：稀土永磁电机是 70 年代初期出现的一种新型永磁电机其工作原理与电励磁同步电机相同区别在于前者是以永磁体替代励磁绕组进行励磁。与传统的电励磁电机相比稀土永磁电机具有结构简单运行可靠体积小质量轻损耗小效率高等显著优势而且该电机的形状和尺寸可以灵活设计这使得其在新能源汽车领域中深受高度重视。2、稀土动力电池：稀土元素不仅仅是能参与目前主流锂电池电极材料的制备还能很好地作为铅酸蓄电池或镍氢电池的正极制备原材料。专利 JP2004127549 介绍电池负极可由稀土-镁-镍基储氢合金组成。
二、不含稀土的电机,将在新能源汽车上普及!
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、特斯拉公布的计划，将使用磁铁，但没有使用稀土的磁铁制造电机。这就是所谓的非稀土电机。
6、特斯拉的计划不是减少稀土，而是干脆放弃使用。目标物质是镉。准确地说，是以钕铁硼（NdFeB）为基础，为了在高温环境下维持磁性特性，形成了“镝 Dysprosium”涂层的磁铁。用镉制成的 3 公斤磁铁可以举起 300 公斤以上的重物体。这是一块强大的磁铁，很容易制造出像磁力一样高效、强大的电机。
7、之所以要制造不使用镉的磁铁，是为了用环保的方法生产环保汽车。稀土在开采的过程中也会产生很多的污染。
8、除了污染以外，作为一种战略资源，中国供应了全球 97%的稀土，而从 2008 年开始中国开始采取稀土出口的限制措施。甚至有人说“中东有石油，中国有稀土”。
9、如果不想使用稀土，就必须开发新的磁铁。专家们认为，这实际上近乎不可能。因此要寻找对策。目前，摆脱稀土的电机技术开发正在分两步进行。使用 SR（Switched Reluctance）电机的结构改良技术和铁氧体（Ferrite）磁铁。
10、SR 电机是指在没有永久磁铁的情况下改变磁阻路径，产生旋转力的电机。因为不用磁铁本身，所以完全不用稀土。类似的方式有电磁感应电动机。这是在铜布线上制造磁场，为马达产生电力的方式。虽然具有价格低廉的优点，但在效率方面比使用磁铁的马达差，因此在行驶距离方面也会受到损失。特斯拉 Model S 搭载的电机就是这种方式。
11、铁氧体是指包括氧化铁在内的磁性陶瓷。改善了铁氧体的磁化特性，用作电机的永久磁铁，不用稀土也可以制造电机。而特斯拉就是专注于此。
12、除了特斯拉以外，全球很多汽车品牌也都在开发不含稀土的电机。
13、丰田曾表示，将从 2012 年开始开发不使用稀土的新磁铁。6 年后的 2018 年 2 月，丰田宣布在世界上首次开发出一种新型磁铁，该磁铁减少了镉，甚至具有耐热性。丰田的磁铁与普通电动汽车电机相比，将镉的使用量减少了 50%。因此，用镧（lanthanum）和铈（cerium）代替了不足的性能和耐热性。再加上采用了抑制性能下降的新技术，开发出了可以发挥与现有钕磁铁同等性能的新技术。
14、日产也曾宣布，将从 2012 年开始使用将除氟量减少 40%的发动机。本田 2016 年表示，将在混合动力汽车用马达上使用未使用稀土的电机。
15、宝马正在通过第五代 eDrive 技术量产非稀土发动机。首次使用该电机的车型是 X3 的电动汽车版本 iX3。该电动机被称为交流同步电动机（AC synchronous motor），宝马强调可以实现更高的能量密度、更快的开关频率和更好的热管理。没有提及电机刷的寿命。
16、大众汽车决定使用利用钕的永久磁铁，但不使用其他两种稀土 Terbium 和 Dysprosium。此外，在所有电动汽车阵容中，后轮将使用永磁电机，前轮将使用无磁电机。
17、通用汽车选择了与丰田相同的路线。也就是说，虽然利用磁铁，但要降低对稀土的依赖度。电机名为 Ultium Drive Unit，由 180kW（245 马力）前轮驱动电机和 255kW（347 马力）后轮驱动电机，再加上发挥 62kW（84 马力）的 AWD 助攻电机共三个电机组成。该电机首次使用的车型是 GMC 悍马 EV。在此之前，雪佛兰 Volt EV 使用了同时使用钕和铁氧体的电机，减少了稀土的使用。
18、雷诺、Valeo 和西门子开发了 EESM（electrically excited synchronous motor）。原本应该有磁铁的转子位置用铜代替，驱动电机的方式。今后计划用于雷诺的多种电动汽车。
19、德国 Vitesco Technologies 也于 2022 年开发出了与雷诺相同的 EESM 电机。到目前为止，主要是利用磁铁生产 PSM（Permanently excited Synchronous Machines）电机，但通过技术克服了不使用磁铁产生的弱点。他特别强调，在高速领域比 PSM 电机更有效率，同时比 PSM 电机价格更低，二氧化碳足迹也减少了，兼具可持续性。
20、德国汽车零部件企业马勒（Mahle）也开发出了利用铜代替磁铁的电磁铁的马达。马勒的电机在高温环境下的效率也超过 95%，理想条件下的效率为 96%。其特点是降低了随着温度上升的功率变化，不仅可以应对普通轿车，还可以应对高负荷的商用车。
21、采埃孚制造所有种类的电机。从使用永磁电机到非稀土电机，种类繁多。从 68 马力到 750 马力，400 伏和 800 伏，直径从 150 毫米到 400 毫米，从小型车到大型卡车，组成了多种产品组合。2015 年开发出了磁感应方式的电机，而不是磁铁，速度也比较快。
22、美国博格华纳公司（BorgWarner）开发了 HVH（High-Voltage Hairpin）电机。电动汽车用电机通过磁感应方式产生动力，在此过程中，为了解决摩擦损失的机械接触，还在研究综合无线感应电力传输系统。
23、英国汽车零部件企业里卡多（Ricardo）2015 年开发出非稀土电机。第一个成品是发挥 85kW（约 115 马力）的电机，自主命名为 Rapid Design and Development of a Switched Reluctance Traction Motor（SR）。里卡多解释说，随着电动汽车所需的性能、小型封装化和轻量化的实现，甚至降低了成本。
24、现代汽车集团也在开发非稀土电机。因为还在研发阶段，所以无法透露确切的内容，但设定的目标是在不使用稀土的情况下提高效率和性能，这一点与其他企业没有区别。
25、研究调查机构 IdTechEX 的数据显示，截至 2020 年，电动汽车和插电式混合动力汽车使用的电机中，77%使用了钕磁铁。不使用磁铁的感应电动机占 17%。但随着各企业积极开发不使用稀土的电机，非稀土电机的种类和方式将更加多样化。
26、【本文来自易车号作者郑谊，版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。内容仅代表作者观点，与易车无关】
三、中国为何大力发展新能源汽车
我国新能源汽车产销量之所以这些年来能够持续增长，自然离
不开我国政府的各种政策助力,包括补贴、牌照、限行方面的
优惠以及在客车、专用车等领域的政策干预等等。那么我们
国家为何要大力发展新能源汽车?综合来看，大体归纳如下。
燃油车的燃料原材料是石油，我国作为一个缺油少气，但石油消
费量排在全球第二的国家,石油供应极度依赖进口，这不管是对
我们国家以后的能源发展还是经济发展来说，都是十分不利的。
中国石油集团经济技术研究院发布《2017 年国内外油气行业
发展报告》显示,2017 年我国石油进口与对外依存度创下了历
史新高,其中石油进口已达 3.96 亿吨，对外依存度达 67.4%。大
力发展新能源汽车,减少燃油车的产销，有利于我国的能源消费
结构从高度依赖石油向以电力消费为主转变，有利于解决我国
因缺油带来的各种问题。同时新能源车的发展是顺应能源结
构改革的必然结果，优化资源分配，减轻传统能源负担。综
上，随着石化资源的日渐枯竭，新能源的发展是当前的不二
从目前来看，使用纯电动汽车代替燃油汽车，是将燃油汽车分散的
排放集中到了电厂的废气排放。而电厂的废弃排放可以集中处理，
无论是在技术上还是在经济上电厂的集中处理都要优于汽车的尾气
排放。电动汽车代替燃油汽车，可以大大降低 CO 和 CH 的排放量，
而随着技术进步和清洁能源发电的使用 NOx 和 SOx 的排放也将有所
降低。从长期发展来看，今后煤电的比例肯定越来越低，而核电、
光伏、风电、水电等新能源发电的比例将会越来越高。因此电动汽
据《中国环境状况公报》显示，在 1997 年我国城市空气质量就处在
较重的污染水平，一半以上的北方城市和近三成的南方重点城市年
平均二氧化硫浓度值超过国标二级(60 微克/立方米)，北方以能源
消耗大省山东、河北、内蒙古、河南为代表，南方以高硫煤产区的
重庆、贵阳等为代表。近年随着我国经济的高速增长，工业制造业
等领域对能源的需求也在不断攀升，由于化石燃料的巨大消耗，目
前我国已经成为世界二氧化硫排放的头号大国，与此同时，近几年
刚步入大众视野的“雾霾”对环境造成的影响更是非同小可，而雾
霾中的颗粒污染物的主要来源之一便是汽车尾气，其中，使用柴油
的大型车(如公交车)更是排放细颗粒物的”重犯”。因此可见我国
当前的环境形势十分严峻，亟待能源的升级和重新布局以改善环境
三、我国具备新能源汽车的发展优势。
在电池电机电控的技术和资源上我国拥有优势，我们完全可以凭借大
力发展新能源汽车,绕过发动机和变速箱这两座大山，靠着我国日渐强
大的新能源汽车技术，实现对现有其他汽车强国的弯道超车。
当前新能源电动车的储能电池主要是锂电池，而我国是锂资源储备的
世界第三大国，同时，目前普遍应用于电动汽车的永磁同步电机中电
机的转子需要用到稀土材料来制作，我国又是稀土资源大国，稀土储
备量居世界首位，国际稀土市场份额中我国占据九成以上，因此在能
源方面我国具备发展新能源电动车的天然优势;技术方面来看，传统
汽车领域一向对发动机变速箱等部件的机械结构设计等有着极为严苛
的要求。直到今日，国外尤其以欧美车系厂商在经过上百年的发展已
经具备了无可撼动的地位，有着丰富的技术经验和技术壁垒，但面对
新能源车这一新的领域，无论国内国外现在大家都处于同一起跑线，
因此当前我国具备发展新能源车的两大关键优势，抓住目前新一轮行
业竞赛机遇，我国有望在新能源汽车领域独领鳌头，实现“弯道超车
我国只有大力发展新能源汽车，才有可能改变能源结构、改善环境、
提升能源利用率以及成为汽车强国，才能在能源和技术方面不断地提
升,成为一个综合实力更强的大国。
