这些新型电机或将帮助世界摆脱对中国稀土的依赖
来源：倍可亲(backchina.com)中国多次将稀土作为贸易战中的报复手段，如果说有一种方法可以让世界摆脱对中国稀土的依赖，那就是新型电机。电机是稀土的主要用武之地，而新型电机根本不需要稀土。一家名为Conifer的新初创公司别具一格，它推出了一种廉价且易于制造的电机，该电机使用由普通铁制成的磁铁。
Conifer的技术主管Yateendra Deshpande用多年时间设计了一些世界上最先进的电机，包括为Lucid Motors豪华汽车提供动力的电机。他曾在苹果公司(Apple)运道不济的汽车项目上工作过。他的联合创始人Ankit Somani曾在甲骨文公司(Oracle)和谷歌(Google)从事数据中心设计工作。
他们共同创立了Conifer，面向一个潜在的巨大市场。该市场需要数以十亿计的小型电机安装在现有机械中，并帮助目前以汽油为动力的运输车辆实现电气化，这些车辆是数十亿人的主要交通方式。
“电池领域投入了大量精力，但在电力传动系统和电机领域的投入还远远不够，”该公司首席执行官Somani表示。“我们希望从根本上重新思考，看看是否能拿出更好的东西。”
Conifer总部位于硅谷，必须高度关注成本、简易性和采购。它的解决方案是采用在高端混合动力超级跑车中使用的设计，然后缩小尺寸并精简物料清单。它的电机可以使用基于普通铁的永磁体，而不是稀土磁体。
他们所做的事情是有风险的，他们使用的技术以前从未在这样的应用场景中使用过，因为从历史上看，其制造难度很大。与此同时，铁磁体的功率不够大。但如果他们能够很好地解决成本和制造问题，他们的电机就有可能成为无数应用的低成本动力装置。
对于从电动汽车到机器人等各种制造商来说，这是一个梦想：一种经济实惠、易于制造的电机，完全可以由大多数国家境内都能找到的材料制成。这是一种不受关税影响的技术。而且由于中国控制着世界稀土矿产供应的90%，而稀土矿产是制造大多数电机和其他电子产品中磁铁的材料，所以这也是一种迫切需要的技术。
让我们来谈谈磁通量
我没有工程学位，你们中的大多数人也没有，所以请耐心听我说，我们即将进入电磁学领域。
典型的电机是“径向磁通”：铜线圈缠绕在连接着磁铁的中心轴上。当施加电流时，铜线中的磁场与轴成直角，然后开始旋转。如果这听起来像你或孩子用铜线和钢钉做的家庭实验，那么你大概能理解。
相比之下，Conifer的电机是“轴向磁通”。它们由一层层钢板组成，有些是固定的，而另一些连接到轴上，可以自由旋转。磁铁位于这些钢板上，磁场与轴平行。
轴向磁通电机与径向磁通电机一样，已经有几个世纪的历史。但现代轴向磁通电机的工作效果要好得多，因为现在我们拥有快速切换的电力电子设备，可以每秒开关数百次电流，从而平稳地调整频率，使其旋转得更慢或更快。
新兴技术分析公司IDTechEx的研究主管James Edmondson表示，轴向磁通电机更难制造，而且通常需要一定水平的精度和软件控制，这使得它们无法得到广泛应用。不过，它们已开始展现出潜力。
通常，这两种类型的电机都需要由稀土元素混合物制成的磁铁：钕可能是磁铁的主要成分，而镝则有助于其承受高速和高温。
但Conifer的工程师们看到了轴向磁通设计的机会：该公司技术联合创始人Deshpande表示，通过使用更大质量的磁铁，将其放置在旋转盘片上更靠外的位置，并以高于通常水平的速度旋转这些盘片，Conifer已成功使用强度较弱的铁基磁铁。
Conifer演示了其一台电机连接风扇时的动力效果。
Conifer的第一个小目标是：为现有用于电动、类似Vespa踏板车的电机创造一种直接替代品。该公司也已开发出数种尺寸的电机，可用于暖通空调(HVAC)系统、家用电子产品等其他设备。该技术可以扩展升级，为电动汽车提供动力。Deshpande说，采用Conifer电机、但适用于高速公路行驶的小型电动汽车可能会在四年内问世。
两轮车界的特斯拉(Tesla)
Lyra Energy的目标是为发展中世界打造两轮车界的特斯拉——即高端且自有充电网络支持的车型。这家总部位于洛杉矶(专题)的初创公司正在使用Conifer的电机。
“供应链的灵活性总是有价值的，尤其是在我们开始扩大业务规模之际，”Lyra首席执行官Criswell Choi说。“从较长远来看，我认为与Conifer合作有机会降低该系统成本，尤其是如果其对稀土的依赖减少的情况下。”
Lyra正在推出的这类车辆在全球有巨大市场，该公司最先是在印尼推出。根据麦肯锡(McKinsey) 2023年的一份报告，仅在亚洲，每年的销量就达到4,500万辆，预计到2029年，全球两轮车市场将增长到2,180亿美元。
Choi说，Conifer的轮毂电机在价格上与传统电机相当。而且它们还有一个额外的好处：效率实际上比传统电机高20%，车辆续航里程也可能相应增加。
同样的电机技术可以扩展升级，为四轮电动汽车提供动力，但在不使用稀土磁铁的情况下，其能提供的功率有限。
使用Conifer的电机还需要改变电动汽车的设计。大多数电动汽车都有一个中央电机将动力传输到车轮。Conifer的电机位于车轮内。长期以来，用轮毂电机制造电动汽车一直是某些汽车设计师的梦想，因为这可能意味着效率和牵引力的全面提升。
同时进行如此多的改变——采用新型电机、新型动力系统——这不是老牌电动汽车制造商短期内能够做到的。但初创公司或许会抓住这个机会，尤其是在另一种选择正面临关税导致成本增加的情况下。
Edmondson说，虽然迄今为止，轴向磁通和无稀土电机只占市场的一小部分，但Conifer的电机——或来自竞争对手的类似设计——可能会变得具有竞争力。Conifer简化的制造工艺不涉及金属冲压，并采用了一种受电池行业启发的铜线缠绕工艺。这意味着，寻找熟练劳动力（这类劳动力可能很稀缺）不再是一个问题。
如果制造商愿意放弃一个多世纪以来一直占据主导地位的设计，他们会有越来越多的替代选择——甚至包括一种基于本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)概念的设计。再加上不含那些供应链由中国主导的其他元素的新型电池、以及美国本土制造的微芯片、不断壮大的美国电动汽车初创企业队伍，你可能会开始看到这样一种未来：交通运输工具可能完全在美国制造——或者至少在北美制造。
