电动汽车用无稀土电机即将量产?啥来头?

不久前，一家名为安斯泰莫的汽车零部件集团公布了一项突破性技术——一款完全无需使用稀土永磁体的同步磁阻电机。

Astemo是日本产业投资机构JIC Capital联合日立、本田成立的汽车零部件巨头，其计划在2030年前后，首次将无稀土电机技术应用于量产电动汽车。（下图来源于网络）

一、技术现状

目前，永磁同步电机凭借其高功率密度和高效率，已成为电动汽车市场事实上的主流选择。这种电机的核心优势在于其转子上嵌入了强大的永磁体。

正是这些磁体，使其在体积和重量控制上表现出色，从而帮助整车实现更长的续航里程。然而，这种卓越性能的背后，是对稀土资源的深度绑定。

为了在高温环境下保持稳定的强磁场，永磁体必须使用钕、镝等稀土元素。

二、磁阻技术方案

面对行业困局，Astemo选择了一条不同的技术路线——同步磁阻电机系统。

这项技术的核心原理，并非依赖永磁体产生磁场，而是通过巧妙地设计转子铁芯的形状，利用磁阻差异来产生旋转力。

为了实现与传统永磁电机相当的性能，Astemo开发了多层磁通结构转子铁芯。这种结构将磁力传递路径精细地划分为多层，并精确地控制定子电流。

这种设计思路巧妙地弥补了铁氧体磁体（无稀土磁体）磁力较弱的缺陷。铁氧体磁体的磁强度通常只有传统钕磁铁的三分之一或更低。（下图来源于网络）

三、性能参数

Astemo的方案并非单一电机，而是一个主-辅双电机系统。据报道，主驱动电机是一款磁辅助同步磁阻电机，使用了不含稀土的铁氧体磁体，最大输出功率为180千瓦。

据报道，这套总系统功率最高可达315千瓦（约422马力），足以驱动高性能电动车型，辅助电机仅在需要急加速或更大动力时才介入工作，平时则完全断电休眠，从而显著提升整个驱动系统的能效。

为了解决高电流带来的发热问题，Astemo采用了油冷技术，将电机的线槽和线圈端部直接浸入冷却油中，高效带走热量。

尽管无需稀土，但为达到同等功率，电机的物理尺寸仍需做出妥协。Astemo的主电机长度比同等功率的永磁电机长约30%。（下图来源于安斯泰莫官网）

四、优劣权衡

Astemo的同步磁阻电机方案，其优劣对比鲜明，为行业提供了一个全新的选项。

最核心的优势在于彻底摆脱了对稀土资源的依赖，大幅降低了原材料成本和供应链风险。同时，由于辅助电机在滑行时不产生磁阻制动，减少了不必要的能量损耗，有助于提升整车能效。

然而，挑战同样存在。最主要的劣势是功率密度较低。为了实现180千瓦的功率，电机的体积和重量必然大于同功率的永磁电机。

此外，该技术依赖于复杂精密的电流控制算法和冷却系统，制造成本和工艺复杂度在初期可能较高。性能上，其在高速区的效率可能仍难以匹敌顶级的永磁电机。