豐田開發新型馬達 擺脫中國稀土依賴

Bloomberg News釹是一種稀土金屬礦物，也是生產電動馬達和混合動力馬達所需的關鍵要素。圖為中國天津的釹，其價格已大幅上漲。豐田汽車公司（Toyota Motor Corp.）正在努力開發一種新型的電動馬達，試圖擺脫與中國把持稀土資源相關的貿易衝突暗涌。豐田公司相信為混合動力汽車研製的這款電動馬達即將取得技術上的重大突破。新型馬達完全不用稀土金屬。由於中國限制出口，過去一年稀土金屬的價格大幅攀升。稀土主要用在汽車馬達的磁鐵中。所有的電動機都要依靠磁鐵才能工作。而豐田正在研發的這款新型馬達是在常見的廉價非同步電動機的基礎上進行研製的。非同步電動機經常用在廚房攪拌機等家電上。非同步電動機使用的是電磁鐵，只有接通電源時電磁鐵才會產生磁性。而今天大多數混合動力汽車和電動車所使用的馬達依靠的是永磁鐵。永磁鐵永遠都有磁場，就像你平日里在冰箱門上貼東西使用的小磁塊一樣。但電動車電池中所使用的永磁鐵和平日學校中使用的用來粘貼午餐菜單的磁鐵不同，是由釹製成的。釹是一種稀土金屬礦物，幾乎只在中國開採和提煉。隨著各大汽車廠家競相改進電動車和混合動力車的性能，它們對釹和鋰（用於電動車和混合動力車的電池）的依賴也正引發一系列圍繞獲取稀土資源的地緣政治爭端。這些資源的供給大都由中國掌控。豐田公司已採取了若干措施來降低對中國稀土資源的依賴。這些措施包括投資於阿根廷的一個鋰礦，以及在越南成立合資企業，開採釹一類的稀有金屬。據稀土資源研究專家利夫頓（Jack Lifton）介紹，汽車製造業的採購量佔全球釹供給的40%，而豐田汽車的採購量比其它任何一家公司都要多。利夫頓同時也是位於美國伊利諾伊州Carpentersville的技術金屬研究公司（Technology Metals Research）的創始人。據他介紹，每製造一輛豐田普銳斯（Prius）就要用掉大約一公斤的釹。對此數據豐田拒絕置評。利夫頓說如果豐田改為使用非同步電動機，會對釹需求造成很大影響。上個月剛剛推出Volt電動車的通用汽車公司（General Motors Co.）也正在考慮使用其它類型的馬達。據通用汽車混合動力操控系統部門的負責人薩維吉恩（Pete Savagian）介紹，通用汽車一直在電動機領域進行研發，他們也認為非同步電動機可以替代傳統電動機。全球最大的汽車配件廠家之一德國馬牌公司（Continental AG）稱已成功研製出不用稀土金屬的馬達，這款馬達將會用在今年歐洲發售的某款電動汽車上。這款馬達類似發電廠中使用的電動馬達，但略有不同。據馬牌公司混合動力車和電動車項目的負責人克萊恩（Mike Crane）介紹，研製這款馬達的部分原因是想避免使用稀土金屬，但主要還是想降低成本。克萊恩說，即便是在供給充足的情況下，電動車所使用的永磁鐵仍然價格高昂。全球釹供應約有95%為中國生產，而去年夏季中國開始限制出口。中國在去年12月宣布將這種金屬的出口關稅上調67%，今年又宣布了新的出口限制措施。澳大利亞Lynas Corp.說，過去一年，釹的價格翻了兩番。這家公司正在開發一個大型釹礦和提煉廠。稀土礦是17種化學元素的總稱，它們常常在礦石里一同存在，然後經過提煉分開。這些物質被用於磁鐵、半導體等一系列科技產品。美國和澳大利亞有稀土礦藏，但缺少開採和提煉的專業能力。對於豐田來說，繞開這一障礙是至關重要的。在本周底特律汽車展上，豐田宣布增加兩款不同版本的普銳斯(Prius)、從而擴大其混動汽車產品線，並打算在未來10年將新技術應用到所有型號中。豐田全球首席工程師內山田竹志(Takeshi Uchiyamada)說，利用新技術，我們可以不使用磁鐵，同時又能生產尺寸更小、性能高超的發動機，這項技術將很快推出。他說，我們目前有這樣一台發動機，但控制起來相當困難。內山田竹志拒絕透露發動機何時推出。豐田發言人漢森(John Hanson)說，新發動機可能會在「近期」推出。他還說，我們有望降低成本、重量和尺寸，並避開有關稀土的地緣政治問題。密歇根州立大學(Michigan State University)電氣工程學教授斯特朗加斯(Elias Strangas)說，豐田用來作為研發基礎的非同步發動機造價便宜，而且極其結實，但效率不是特別高，而且尺寸不小；其改進相當於發動機領域的一個「聖杯」，也就是業內一直想實現的目標。斯特朗加斯說，他聽說豐田正在研製一款先進的非同步發動機，但並沒有看到相關論文發表。他說，我希望看到有關這款發動機性能的數據，然後再來討論它們是否具有說服力。過去10 年間，汽車生產商為電動車和混動車尋找效率更高、動力更強的發動機，永磁發動機才流行起來。但斯特朗加斯說，我們很快發現這種發動機造價有些高，有稀土礦開採的地方也不是很多；我們正試圖回到舊有技術，排除非同步發動機存在的問題。與此同時，豐田旗下從事稀土進口的豐田通商株式會社(Toyota Tsusho Corp.)去年10月份說，它將與越南公司開展合作，從當地礦藏開採稀土。一年前，也是豐田通商和阿根廷一家公司達成開發一處鋰礦的協議，為先進電池所用的這種關鍵元素取得直接來源。世界絕大多數已開採鋰礦藏都位於中國、智利、阿根廷和波利維亞。這迫使整個汽車行業開發更好的稀土供應渠道，因為包括日產(Nissan Motor Co.)聆風(Leaf)在內的一系列全電動汽車剛剛推出，或按計劃即將推出。相比普銳斯等混動車，全電動汽車的發動機要大得多，對稀土有更大的需求。
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