Az elmúlt néhány évben tapasztalt folyamatos globális zűrzavar mellett szinte minden termék ára emelkedik. Ez különösen igaz az elektromos járművek (EV) elektromos motorjainak gyártása során használt ritkaföldfémekre. A neodímium ára 2013 és 2020 között nagyjából változatlan maradt, de 2022-ben nagyon meredeken emelkedett a februári csúcsra, 3,8-szor magasabbra, mint az előző évi átlag. Bár az ár valamelyest rendeződött, 2022 októberében még mindig 2,4-szerese a 2013-2020 közötti időszaknak. Míg néhány autógyártó rendelkezik alternatív motortechnológiákkal, amelyek nem támaszkodnak ritkaföldfémekre, a piac nem változott jelentősen ebbe az irányba; miért van ez így?

Mik a motortechnológiai lehetőségek?

A mai napig az elektromos autók piacán használt három fő kategória az állandó mágneses motorok, az indukciós motorok és a tekercses forgórészes motorok. Anyagok szempontjából ezek mindegyike jellemzően réztekercses állórészeket használ; a különbség a rotor felépítésében van. Az állandó mágneses motorok, ahogy a neve is sugallja, mágneseket használnak a forgórészen, amelyek jellemzően ritkaföldfémek felhasználásával készülnek, és a neodímium teszi ki a legnagyobb részt (bár a ferrit alapú mágnesek terén történt némi előrelépés). Az indukciós motorok rézkalitkát vagy tekercset használnak a forgórészen, és aszinkron működési elvet alkalmaznak. Végül a tekercses forgórészes motorok forgórészén réztekercsek is vannak, de ezeket közvetlenül elektromos árammal gerjesztik.

Természetesen vannak más motortechnológiák, például a kapcsolt reluktancia motorok, és történtek olyan fejlesztések, amelyek alkalmasabbá teszik ezeket a személygépjárművekhez, de a piacot a mai napig a fenti három lehetőség uralja.

Mi történik az EV-piacon?

Az állandó mágneses motorok messze a leggyakrabban használt villanymotorok az elektromos járművek piacán, köszönhetően nagy teljesítménysűrűségüknek, nyomatéksűrűségüknek és hatékonyságuknak. 2021-ben az állandó mágneses motorok az elektromos autók piacának 84%-át tették ki. A korábbi Tesla járművekben való használatuk ellenére az indukciós motorok nagyrészt a másodlagos hajtómotorra szorultak. A tekercsrotoros motorok a tipikus választás, ha állandó mágnes nélküli elsődleges hajtómotorra van szükség. A tekercsrotor opciókat a Renault használta, a BMW pedig nemrégiben alkalmazta az 5. generációs hajtáshoz.

Az anyagok – különösen a drága ritkaföldfémek – költségének emelkedése miatt érdeklődés mutatkozott az elektromos motorokban való használatuk megszüntetése iránt; Amint korábban említettük, a BMW és a Renault tekercses forgórészes motorokat használt, a Mercedes pedig indukciós motorokat használt EQC modelljéhez. Az olyan bejáratott motorbeszállítók, mint a MAHLE és a kisebb cégek, mint az Advanced Electric Machines szintén a mágnesmentes alternatívákra összpontosítanak. Az érdeklődés ellenére az állandó mágneses motorok piaci részesedése 2022 első felében 86%-ra nőtt a 2021-es 84%-hoz képest.

Miért nem hagyta el a piac a ritkaföldfémeket?

Számos oka van annak, hogy 2022-ben eddig az állandó mágneses motorok maradtak a domináns technológiai választások. Az első a kínai elektromos autók hazai piacának dominanciája. Kína elektromos autó piaca a legnagyobb a világon, Kína felelős a ritkaföldfém-ellátás túlnyomó részéért is, ezért a neodímium költsége nem olyan aggályos, mint más régiókban. A másik lehetséges ok az autóipari fejlesztések ütemezése; A 2022-ben eladott járműplatformokat több éven keresztül fejlesztették azt megelőzően, meglévő motorszállítási szerződések mellett.

A mágnesmentes motorok iránti érdeklődés megnövekedése és a közúti tényleges bevezetés között időnek kell eltelnie. Az alternatív motortechnológiák is tapasztalatot és fejlesztést igényelnek; Az eredeti gyártók jól érzik magukat az állandó mágneses motorokkal, az új technológiáknak pedig bizonyítania kell, hogy megbízható, egyenértékű vagy jobb a teljesítményük, és nem igényelnek jelentős változtatásokat a vezérlőelektronikában (kivéve, ha ez beépíthető a motorba).

Kilátások az elektromos motorok piacára

A ritkaföldfémek és számos egyéb anyag növekvő költségei ellenére az IDTechEx előrejelzése szerint az elektromos járművek piacának nagy része rövid- és középtávon az állandó mágneses motorok mellett marad, különösen Kínában, amely az elektromos járművek legnagyobb részét adja a piacon. Európa az a kulcsfontosságú régió, ahol a mágnesmentes technológiák nagyobb elterjedésére számíthatunk, amint azt a Renault, a BMW és a Mercedes már bebizonyította; Néhány éven belül a következő generációs járműplatformokkal várhatóan még több bejelentést fogunk látni a mágnesmentes opciókkal kapcsolatban.