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稀土钕铁硼的核心产业电机,电机产业的十年之旅!

   2023-03-28 8870
导读

2021年6月11日,那个炎炎夏日,加州弗里蒙特工厂外的舞台上,一个身穿皮衣的人闪亮登场。他不是摇滚巨星,更不是时尚Icon,而是汽车界的翘楚——马斯克!他骄傲地宣称,他手下的黑色Model S Plaid是人类历史上最快的

2021年6月11日,那个炎炎夏日,加州弗里蒙特工厂外的舞台上,一个身穿皮衣的人闪亮登场。他不是摇滚巨星,更不是时尚Icon,而是汽车界的翘楚——马斯克!他骄傲地宣称,他手下的黑色Model S Plaid是人类历史上最快的量产车!这辆超级跑车号称拥有1020匹马力,加速时间突破两秒大关,让人体验到前所未有的“物理极限工程”!这项壮举的功臣是什么呢?就是那三台强大的电机!它们在起步时同时猛烈地摩擦地面,让加速力度远超过其他发动机。至此,Model S Plaid版本成为特斯拉三电机车型的代表,成为搭载两台电机的Model S Performance 版本后特斯拉新的速度门面。电机就像电动车的动力心脏,一路上默默无闻,但它们也在不断进化。



在市场上的目光都集中在续航能力的提升上,电机也悄悄完成了从单台电机向最高多一台车三台电机的切换。特斯拉利用电机不断刷新速度的同时,电机也上演了一场生产向中国集聚的十年之旅。真是令人瞩目!


汽车电机


其一,最初始的汽车电机



2005年7月,斯特劳贝尔敲响了张金锋的门,这位台湾富豪在茶香中闻到了特斯拉将会掀起的电动车革命,听着斯特劳贝尔那神乎其神的计划,他五迷三道,心动不已。谁知斯特劳贝尔口若悬河,对电机的吹嘘更是让张金锋眼花缭乱,不管特斯拉是个只有60个人的小公司,这位台湾老板毫不犹豫地投身到了电机研发中。



电机虽然常见,但把工业电机搬上汽车,这可是把整个传统车业的地基都要动摇!相比起那些脾气不好、干活不行的电动力电池,新能源车上的电机可是无可挑剔的优等生!只需一台电机,就能把传统车的发动机和变速箱一锅端,加速起步有天然优势,而且还不需要那复杂的变速箱里的多挡齿轮系统。在这个世界上,如果汽车是人类的腿,那么电机就是它的心脏。斯特劳贝尔和张金锋就这样联手,完成了一场生产向中国集聚的十年之旅!



在特斯拉的早期,他们面临了一个艰难的问题:如何在Roadster跑车中装入功率超过200匹的电机,而不使车辆臃肿笨重。这让斯特劳贝尔四处奔波,寻找一家能够实现这一要求的供应商。然而,他在欧美日韩的寻找都被拒绝了,因为这项任务不仅工艺难度极高,而且投入的研发成本也相当可观。



幸运的是,在台湾省经济部提供的名单中,斯特劳贝尔找到了富田电机董事长张金锋。两位传奇人物在茶室里相遇,讨论了如何打造一个轻量化电机的计划。这个计划的完成并不容易,需要从材料到工艺,从热散到降温,都需要投入大量的研发。三年后,富田电机终于做出了为特斯拉量身定制的电机,重量仅有50公斤,而且是手工打造的,每个要价高达20万新台币。这种电机的成功开创了特斯拉在新能源汽车市场中的先河,而台湾在这个过程中扮演了举足轻重的角色。不仅是电机,电控部分也是台湾企业与特斯拉共同研发的,而用于电机的减速齿轮,则是由另一家台湾企业生产。



但是想象一下,你是一只聪明的老鼠,而台湾省就是你的大胖奶酪。你押上了所有筹码,只为了抢先一步拥有这个美味的奶酪。结果,你的赌注得到了大大的回报,像特斯拉这样的汽车巨头在这里繁荣起来,销量增长了20倍,带来了巨大的供应链收益。但是,正如老鼠必须面对猫的威胁一样,台湾的先发优势也遇到了瓶颈。由于缺乏成熟的汽车制造业和市场狭小的问题,特斯拉没有在台湾建厂,而只是设立了采购中心。而随着特斯拉在中国大陆的超级工厂动工和90%的零部件本土采购承诺,供应链转移的大门正在缓缓打开。



其二,国内电机的崛起



2022年7月8日,特斯拉宣布将Model Y降价,而Model 3也在不久之后紧随其后。这背后的原因是令人瞩目的国产电机。然而,国产电机并非简单的廉价替代品,相反,它们的性价比十分突出。


复杂的电机配件


随着国产电机在特斯拉车型中的应用,Model Y的价格降低,但扭矩和功率却提高了近10%。这些卓越的表现背后,得益于精达股份、金力永磁、中科三环、隆盛科技等公司,成功地将电机零部件全部国产化。



更引人注目的是,中国大陆的电机零件制造商们,通过两个维度的反超,实现了对台湾同行的超越。第一个维度是扁线电机技术。扁线电机采用扁平铜线代替传统的圆形铜线缠绕,以提高电机的功率密度。这个原理看似简单,但加工工艺却十分困难。每根铜线都必须精准插入,涂漆过程需要数十层,因此必须确保每根铜线贴合一致,以避免对其他铜线产生影响。然而,全球大部分的扁线加工能力都集中在中国大陆,这不仅解决了特斯拉的产能难题,也让大陆供应商顺利卡位,实现了供应链的弯道超车。



另一项则是永磁电机技术,未来世界,车辆的驱动力已经不是油,而是电。而特斯拉这家超级电动汽车制造商,对电机的选择也十分讲究。感应电机?那显然太low了!要选择永磁电机,才能做到高效转换和更小的体积。可是,为什么特斯拉刚开始没有选择永磁电机?



原来,制约因素竟然是“万磁王”——钕铁硼。这种稀土材料产自中国,价格虽然昂贵,但是磁性强、易加工,是永磁电机中不可或缺的材料,占据光买原材料成本的3-4成!这就导致了全球稀土产业链和精加工配合的重要性,而且,中国掌握着全球60%以上的稀土和85%以上的钕铁硼产能,谁要想生产永磁电机,就得从中国买原材料。这也为中国的磁性材料双雄——中科三环和金力永磁,提供了强劲支撑,不仅打入了特斯拉供应链,而且还实现了电机的本地化,抢占了扁线和永磁两个高点,取代了台湾和大工业的双环传动、替代了富田电机定子的隆盛科技,甚至还制造了壳体的旭升股份,真是一波三折,令人瞠目结舌!



其三,电机行业的十年变化



在特斯拉对电机的改进的十多年里,中国的电机产业也借着新能源的东风,迎来了转机。一开始,电机龙头,还不是憋在鄙视链底端呢。当时的电机市场,有着abb、西门子等大型工业电机,还有来自日本的手机、硬盘小电机,可真正赚钱的还是这些小电机。方正电机还在为缝纫机打造动力,卧龙电驱还在干着工控,连精进电动都还没有成立呢。这些中低端制造业的电机,盈利微薄,还得靠下游行业的波动维持生计。



可随着新能源整车产业的崛起,中国电机产业也迎来了转机。在2010年左右,众多企业开始押注研发新能源车载电机,十年后,收获喜人。比如方正电机首先捧得低端爆款五菱宏观Mini,后又与国产新势力小鹏P7合作,身份摇身一变成为汽车供应链的新tier1。连华为也推出了三合一电机,美的旗下的威灵汽车进军车用ESP电机,而精进电动也成功进军全球前十。看来,中国的电机产业也要在新能源大潮中,振翅高飞了。


新势力


在中国的电机产业中,新能源车市场和原材料永磁体的双重优势,成为了中国本土电机产业反超国外对手的重要契机。以前,汽车产业的发动机一直是厂商们的痛点,而如今,新能源车的动力心脏——电机,却让中国电机产业喜忧参半。特斯拉在中国市场的崛起,也让中国电机产业受益匪浅。特斯拉的存在,不仅激发了中国电机产业的技术创新,同时也催生了下游产业链上的发展。当然,这也是一个相互促进的过程。因为特斯拉的新需求不断提出,下游供应商们也敢于大胆尝试新的材料和工艺,加速供应链的重塑,使得整个产业链更加完善。这也是中国电机产业一次重要的洗牌机遇,缝纫机、空调等传统制造业的电机供应商转型成为一线车企的核心供应商,这一切的发展,都离不开中国电机产业的不断进步和技术创新。



特斯拉不仅是中国新能源整车市场的“鲶鱼”,更是供应链上的“鲶鱼”。它不仅推动了中国电机产业的发展,也让供应链上的各个环节都迎来了发展的机遇。特斯拉的需求推动了下游厂商的技术创新和提升,让它们不断地跟上市场的节奏,甚至有些老牌的tier1供应商也被迫离开了市场。这也让中国的电机产业链变得更加开放和互动,使得整个产业的发展速度更快。在这个过程中,特斯拉为中国电机产业带来了无尽的创新,让中国电机产业更加成熟和完善。


 
(文/小编)
 
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