在全球應(yīng)對(duì)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型的背景下，汽車產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷一場(chǎng)前所未有的電動(dòng)化革命。各國(guó)政府推出禁售燃油車時(shí)間表、加大充電基礎(chǔ)設(shè)施投資，并出臺(tái)購(gòu)買電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼政策，推動(dòng)新能源汽車滲透率持續(xù)攀升。然而，隨著地緣政治局勢(shì)變化與供應(yīng)鏈安全日益受到關(guān)注，歐美汽車制造商正在重新審視電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心——電機(jī)技術(shù)，尤其是其對(duì)稀土元素的依賴。

近年來(lái)，歐美車企加速推進(jìn)無(wú)稀土或低稀土電機(jī)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，試圖降低對(duì)單一供應(yīng)鏈的依賴。與此同時(shí)，中國(guó)電動(dòng)汽車制造商憑借完整的產(chǎn)業(yè)鏈布局與市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，持續(xù)擴(kuò)大全球影響力。一場(chǎng)圍繞技術(shù)路線、供應(yīng)鏈韌性與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全球性格局正在悄然形成。

技術(shù)競(jìng)賽

寶馬早在2011年便啟動(dòng)無(wú)稀土電機(jī)技術(shù)研發(fā)，當(dāng)時(shí)稀土價(jià)格劇烈波動(dòng)凸顯了供應(yīng)鏈的脆弱性。經(jīng)過(guò)多年投入，其“電流激勵(lì)同步電機(jī)”已應(yīng)用于iX等車型。該技術(shù)的核心在于以電流激勵(lì)的繞組取代傳統(tǒng)稀土永磁體，從而在源頭上減少對(duì)釹等稀土材料的依賴。

這一路線并非沒(méi)有挑戰(zhàn)，工程師歷經(jīng)數(shù)年，通過(guò)精密電磁設(shè)計(jì)、優(yōu)化銅繞組及改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，逐步解決了傳統(tǒng)無(wú)永磁電機(jī)重量大、效率低的不足。寶馬在慕尼黑和奧地利工廠生產(chǎn)的這類電機(jī)，據(jù)稱在日常駕駛常用速度范圍內(nèi)，其性能已媲美甚至優(yōu)于稀土電機(jī)。工程師指出，精確調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的能力，使其在效率、扭矩帶寬及運(yùn)行穩(wěn)定性上表現(xiàn)突出。新一代無(wú)稀土電機(jī)將搭載于計(jì)劃明年夏季登陸美國(guó)市場(chǎng)的iX3 SUV車型。

雙重策略

通用汽車則采取“供應(yīng)鏈多元化”與“技術(shù)去稀土化”并行的雙軌策略。一方面，它與美國(guó)MP Materials公司簽訂長(zhǎng)期稀土供應(yīng)協(xié)議，后者在加利福尼亞經(jīng)營(yíng)稀土礦，并在德克薩斯州建設(shè)冶煉和磁鐵制造廠，以建立中國(guó)以外的供應(yīng)鏈閉環(huán)。

另一方面，通用持續(xù)推進(jìn)“設(shè)計(jì)去稀土”工程，目標(biāo)是從電機(jī)與電池等核心部件中減少或完全替代稀土材料。公司總裁馬克·魯斯曾表示，要通過(guò)工程設(shè)計(jì)擺脫對(duì)稀土重型部件的依賴，不過(guò)具體技術(shù)路線圖尚未對(duì)外詳細(xì)公開。

這種雙重策略雖增強(qiáng)了供應(yīng)鏈穩(wěn)定性，但也可能帶來(lái)成本壓力。如果未來(lái)全球稀土供應(yīng)充裕、價(jià)格下行，長(zhǎng)期協(xié)議使通用可能面臨高于市場(chǎng)均價(jià)的原材料成本。

初創(chuàng)嘗試

與此同時(shí)，加州初創(chuàng)公司Conifer正探索一條不同的技術(shù)路徑：開發(fā)一款兼容鐵氧體和稀土磁鐵的軸向磁通電機(jī)。該設(shè)計(jì)采用緊湊的盤狀幾何結(jié)構(gòu)，磁通沿軸向而非徑向傳遞，有利于提升功率密度。Conifer的首批產(chǎn)品主要面向兩輪領(lǐng)域，公司計(jì)劃在未來(lái)幾年將技術(shù)推廣到四輪汽車市場(chǎng)。

聯(lián)合創(chuàng)始人Ankit Somani表示，市場(chǎng)對(duì)稀土供應(yīng)的擔(dān)憂使Conifer的方案受到更多關(guān)注，目前需求已超過(guò)公司產(chǎn)能。不過(guò)，Conifer仍面臨如何在汽車生命周期內(nèi)證明可靠性和成本效益，同時(shí)擴(kuò)大制造規(guī)模以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的挑戰(zhàn)。

材料突破

在基礎(chǔ)材料層面，科研人員也在積極尋找稀土永磁的替代品。其中，天然存在于某些隕石中的鐵鎳合金“四鈦礦”備受關(guān)注。美國(guó)東北大學(xué)勞拉·劉易斯教授團(tuán)隊(duì)近期取得進(jìn)展，將鐵鎳原子重組為有序晶體結(jié)構(gòu)的時(shí)間從地質(zhì)年代縮短至數(shù)周，為人工合成該材料提供了可能。

盡管如此，劉易斯教授指出，該技術(shù)仍處早期階段，從實(shí)驗(yàn)室樣品規(guī)模擴(kuò)大到噸級(jí)生產(chǎn)、完成長(zhǎng)期穩(wěn)定性測(cè)試并適配具體電機(jī)設(shè)計(jì)，仍需數(shù)年時(shí)間。即便未來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，這類新材料更可能作為補(bǔ)充，而非完全替代稀土磁體。

中國(guó)目前主導(dǎo)著全球稀土供應(yīng)鏈，涵蓋開采、分離到磁體制造的全鏈條。國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車制造商廣泛采用高性能稀土永磁同步電機(jī)，為其產(chǎn)品的高效與動(dòng)力表現(xiàn)提供支撐。

面對(duì)全球技術(shù)路線的多元化趨勢(shì)，中國(guó)車企在鞏固現(xiàn)有供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也需關(guān)注無(wú)稀土技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，布局相關(guān)研發(fā)與合作，以保持在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。畢竟，電動(dòng)化競(jìng)爭(zhēng)不僅是動(dòng)力形式的變革，更是供應(yīng)鏈韌性、技術(shù)儲(chǔ)備與可持續(xù)創(chuàng)新能力的綜合較量。