警惕！特斯拉电车实现“零稀土”？

众所周知，国内新能源车产业体系都绕不开一个核心节点——稀土。这种材料广泛应用在永磁同步电机的转子中，用于建立稳定强磁场，是电机实现电/动转化的重要基础，几乎所有国产电车都需要这东西，欧美日韩电车也基本绕不开这道坎儿，基本是整个新能源车产业的命门所在。

而在今年9月初，埃隆·马斯克在社交平台披露，特斯拉首款无人驾驶出租车Cybercab驱动电机单元，已经通过永磁辅助同步磁阻技术实现“零稀土”依赖。此消息一出，很多人都将其理解为，特斯拉已经有绕开中国稀土产业节点，开拓电车发展新路径的技术实力。

本期我们就来聊聊，作为永磁同步电机的一种技术延伸，这种电机究竟是怎样工作的，其在新能源车中是否有应用前景？

首先，我们要搞清楚一个基本概念：电机是一种通过电磁感应原理实现电/动转换的装置，要达到这个目的，其技术方案也很多，且不是所有电机都依赖稀土，反而不需要稀土的电机才是整个产业链的主力，所以，广义上“零稀土”电机从来不是什么高精尖技术。

例如，励磁同步电机、感应异步电机，就不需要永磁转子，为绕开中国稀土依赖，欧美的电车通常会使用这两种电机，例如宝马i5、奥迪Q6 e-tron（前桥）；即便是永磁同步电机，也不见得必须使用汝铁硼永磁体，对于一些低功率耐高温的应用场景，普通铁氧磁体转子也够用。

至于特斯拉汽车，目前国内在售的Model 3/Y依旧使用的主流永磁同步电机作为主要动力来源，四驱版则增加前桥感应异步电机作为辅助动力；而这种永磁辅助同步磁阻电机，虽然在Cybercab上是首次小规模应用，但在工业水泵、风机、空调压缩机等场景应用非常广泛，其工作原理和目前行业主流的永磁同步电机也完全不一样。

我们知道，同步电机的定子线圈是通过逆变器输入三相电来制造旋转磁场，传统永磁体转子自带强磁场，两者之间存在“同性相斥、异性相吸”，这样一来转子就会跟着气隙旋转磁场同步转动，且转速与输入频率严格相等。为啥主流永磁同步电机能做到高功率密度（自带强磁场）和精准转速控制（直接受控于逆变器），这是重要的原理基础。

特斯拉Cybercab的永磁辅助同步磁阻电机，其转子并非硅钢片+内嵌强磁体的组合，其截面呈洋葱形层状结构从而让铁芯内部呈磁阻各向异性（d轴磁阻大、q轴磁阻小），当定子线圈产生的磁场通过转子时，因磁通沿磁阻最小路径的物理特性，转子就会主动跟随旋转磁场转动，从而试图让磁通回到“舒适区”。相比永磁同步电机，这种“磁阻电机”超70%的驱动力都来自磁阻转矩，只通过少量铁氧永磁体补充磁通、提高功率因数。

简单点理解就是：传统永磁同步电机，其转子和定子是夫唱妇随、双向奔赴；而永磁辅助同步磁阻电机，因为转子完全靠适应磁通产生转矩，基本可以理解为定子的“舔狗”。

很明显，因为缺少强磁加持，这种磁阻电机的低速转矩很难做到传统永磁同步电机的水准，同等体积重量的功率密度较低，特别是起步工况，往往需要较大幅度的电流过载才能获得大扭矩，调速也不如后者方便、精准，且存在启动困难问题（启动角度要求极高）。对于特斯拉来说，除了只能用于整备质量较低的出租车外，对电控要求也是极大考验，好在是无人驾驶车，电机输出要求完全不需要考虑外界干预因素。

当然，因为转子的弱磁特性，这种电机也有不少潜在优势。例如，高转速工况下，因转子磁场切割定子线圈产生的反向电动势要比传统永磁同步电机小得多，这意味着其恒功率调速范围更广，不需要额外输入电压去硬顶反电势，能够较为轻松地让电机飙到高转速，如果“洋葱形”转子能承受得住的话。

写在最后：

很明显，这种永磁辅助同步磁阻电机早在工业生产生活中就有广泛应用，并非什么高精尖的新技术，而在新能源车产业，通过这台Cybercab无人出租车，特斯拉汽车确实为乘用车的电驱方式开拓了新思路，其在低质量小型车上或有应用潜力，但也仅仅是目前主流新能源车产业链的一种补充，想要靠Ta绕开中国稀土开拓新的电车产业体系，估计是还没睡醒。