特斯拉的“无稀土电机”有多神？别被唬住了，这只是米格25式骗局

#国际瞭望台#

自从中美贸易战之后，稀土就成为了美国人绕不开的一个痛点，各行各业离不开稀土，可稀土产业链却牢牢攥在中国手里，每次中国打出“稀土牌”，美国都被卡得痛不欲生，最后乖乖找中国对话。稀土到底有什么魔力？能让强大的美国选择妥协呢？简单来说稀土就是一种“附魔材料”，玩过游戏的都知道，一件装备强不强，除了基础属性，还要看附加属性，而稀土就是现实世界的“附魔材料”，有了它，钢铁和铝合金的强度、耐腐蚀性就会大大提高；有了它，声纳就会更灵敏、雷达伺服系统更轻便、导弹抗干扰能力会更强。

但是在最近，特斯拉却丢出了一张“王炸”，马斯克亲口证实：特斯拉新一代无稀土电机已经量产装车。

虽说无稀土电机早就有了，过去农村的老式电动水泵其实就是无稀土电机，但特斯拉这次推出的“无稀土电机”的确有两把刷子，相比现有的高性能驱动单元体积小18%、重量轻了25%；成本降低了1000美元、装在“赛博出租车”上每度电能跑约6英里，是目前能效最高的量产电动车。

这么看的话，装备无稀土电机的“赛博出租车”性能不仅没有降低，反而要优于特斯拉Model 3 和Model Y，是不是代表马斯克已经突破稀土的技术壁垒了？虽然各大汽车厂家还没表态，但是网络上已经有不少西方的拥趸开始欢呼雀跃了，仿佛中国的“稀土牌”就此失效了，美国终于能不再被卡脖子了。

特斯拉的无稀土电机到底是工业奇迹还是工业骗局？其实历史早就给过类似案例了，那就是米格-25战斗机。当年面对美国越飞越快的高空侦察机与在研的3倍音速轰炸机，苏联需要一种最高速度达到3马赫的大航程截击机，也就是后来的米格-25，当时主流的航空材料铝合金，在200摄氏度时就会失去结构强度，此时飞机很容易散架。而当飞机的时速达到3马赫时，机体与空气剧烈摩擦，表面温度会飙升到300摄氏度以上。美国的解题思路是选择钛合金材料，既轻便又耐热，缺点是成本比较高，并且钛合金的加工难度太高。

而苏联当时还没有掌握加工复杂钛制结构件的技术，只能加工一些简单的长条形钛材，因此像飞机这种具有复杂气动外形的平台，苏联还没办法完全采用钛合金。于是苏联工程师选择了一个笨办法，那就是为米格-25采用镍基合金不锈钢。

不锈钢能够轻松承受300度以上的高温，并且加工工艺非常成熟，非常适合苏联大批量生产米格-25。最终米格-25超过80%的机体结构采用了不锈钢、12%铝合金材料，钛合金的占比只有8%。而米格-25也达到了苏联的设计要求，最大飞行速度超过3马赫，魁梧的造型一度震惊了美国，当时美国情报部门认为米格-25是一款具备较强机动性的重型制空战斗机。

那么不锈钢真的能完美代替钛合金吗？答案显然是否定的，米格-25使用不锈钢顶住了高温，却付出了惨痛的代价，那就是不锈钢的重量远高于铝合金和钛合金，这导致米格-25的空重达到了惊人的20吨，加上燃油和导弹，重量轻松突破30吨。这就导致米格-25在正常使用状态下，完全不具备近距离缠斗能力，只能直来直去的冲刺战斗。另外，不锈钢的比强度很低，这就导致米格-25的可用过载只有4G左右，低空也不敢进行超音速飞行。采用不锈钢制造出来的米格-25，功能相当单一，只能在高空高速状态下执行侦察或者截击任务。

西方直到1976年别连科驾驶米格-25叛逃后，才彻底弄清了米格-25的真实性能。苏联在缺少钛合金复杂加工技术的情况下，为了一个核心目标，做出了一个务实且成功的工程决策，这其实跟今天的特斯拉研发的无稀土电机是一回事。

特斯拉的无稀土电机只看单独几个核心参数，相比永磁同步电机丝毫不差，甚至在耐高温表现方面更好。那么没有稀土的代价是什么呢？电机想要拥有更强的磁场，公认最好的方法就是采用稀土材料，也就是使用钕铁硼稀土磁体，磁能积是铁氧体永磁材料的好几倍。而特斯拉的无稀土电机在材料不够的情况下，只能设计来凑，比如采用海尔贝克阵列，将磁力集中在工作侧，提高磁力的利用效率。同时将铜线槽满率从40%增加到70%，在相同体积内装入更多的铜，进一步增加磁力。说简单点就是无稀土电机的磁力不够，就“开源节流”。另外，无稀土电机的转速也增加到15000转以上，用转速换扭矩。

依靠这种方式，特斯拉无稀土电机的性能相比老式无稀土电机得到了较大的提升，而这并非材料学取得了突破，而是工程设计进步带来的结果。

米格-25采用不锈钢付出了代价，特斯拉的无稀土电机同样存在硬伤。首先就是功率受限，只有220马力，相比特斯拉Model Y 那450马力的电机差距明显。此外，由于没有强磁铁辅助，导致起步扭矩偏小，想提速就只能加大电流，对电控系统的挑战非常大，还会显著降低使用寿命。最后就是验证周期太短，15000转的高转速，对整个电机系统提出来更高的要求，可靠性需要长期验证，而特斯拉的老传统就是第一批用户当“技术验证员”。

不过特斯拉非常聪明，这款无稀土电机就是给“赛博出租车”用的，这种双座、低速、低重量的城市通勤电车，不需要剧烈的加减速，本来就对电机的性能要求没那么高，无稀土电机基本能够符合“赛博出租车”的要求，但也只能匹配这种对操控性能没要求的小车了。等特斯拉哪天在Model Y、Model 3等车型上开始使用无稀土电机，且车的性能没有衰退，再拿来吹捧无稀土电机也不迟。

其实中国车企早就开始研究如何降低电机中的稀土使用量了，比亚迪研发的可变磁通电机，稀土用量直接减半，功率还提升了12%。蔚来、小鹏的电励磁电机技术储备也很深厚。

甚至就连印度都搞出了车用无稀土电机，今年7月份印度一家叫Vimag Labs的初创公司，就宣布搞出来“虚拟磁体同步电机”，转子里不用放稀土永磁体，全换成铜线圈，通电之后产生磁场；再靠旋转变压器和控制算法，实时调节电流大小，控制磁场强弱，实现和永磁电机一样的同步运转。不仅摆脱了对稀土的依赖，还拥有低速扭矩可控、高速弱磁性能好的优点。缺点则是功率密度远低于永磁同步电机，铜损耗更大，散热压力更大。

也许随着科技的进步，人类未来的确能够研发出性能丝毫不差于永磁同步电机的无稀土电机，但在这个时间过程中，永磁同步电机也会持续进行改进升级，能够用于提升无稀土电机的设计经验，照样能够被永磁同步电机借鉴。这就好比喷气式飞机与螺旋桨飞机，虽然现在的螺旋桨飞机性能相比二战时期已经有了大幅度提升，比如A-29“超级巨嘴鸟”螺旋桨攻击机，综合性能要明显优于早期的喷气式战斗机，但喷气式飞机永远是各国空军的绝对首选，A-29依靠科技进步提升了性能，可喷气式飞机依靠科技进步，性能提升的幅度更大。

无稀土电机并不是新鲜事物，甚至雷诺汽车、宝马汽车都采用无稀土电机的型号，卖了有上百万辆了。可之前从没人吹捧“无稀土电机”，也没人会担心“无稀土电机”能够动摇中国稀土的地位。直到马斯克宣布特斯拉的“无稀土电机”后，这个并不稀奇的设备一夜之间就变成“工业皇冠上的明珠”了，可见马斯克、特斯拉带来的“光环效应”有多严重。之前还有类似“马斯克不开源，中国电车就起不来”的说法，一句话就否定了所有中国车企的努力。特斯拉是一家了不起的公司，同样也是一家被过度神话的公司，无稀土电机也好、技术开源也罢，都不是特斯拉首创，功劳却全都算到了特斯拉头上，许多人都称赞特斯拉不搞营销，有那么多狂热的拥趸，的确不需要花钱搞营销了。