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日本大力發展無稀土電機,開關磁阻電機擔當“破局”重任

日本大力發展無稀土電機,開關磁阻電機擔當“破局”重任

發布日期:2014-12-10 00:00 來源: 點擊:

  2010年10月28日,位于京都的日本电产株式会社(Nidec Corporation)宣布将从2012年开始男人的天堂開關磁阻電機系统(Switched Reluctance Drive——SRD),以减少对精密电机所需稀土材料的依赖性。日本本次高调宣称男人的天堂SRD,实际是对于前期严重依赖对外进口稀土材料政策的一次战略转型。在早些时候的10月1日,日本电产集团完成了对美国艾默生电气公司(Emerson Electric Co.)电机业务部门( Emerson Motors & Controls business—EMC)的收购,这意味着日本电产株式会社获得此项技术。

  對日本電産的這次收購有關專家指出,從技術層面上,最惹人注目的實質動作就是把EMC的子公司—英國開關磁阻電機驱动有限公司(Switched Reluctance Drives Ltd.—SRDL)收购到其旗下。SRDL成立于1980年,后被美国艾默生公司(Emerson Electric Co.)收购,属于EMC部门,专门致力于SRD的研发和推广,在SRD研究上处于国际领先地位,拥有SRD国际专利技术中近50%。分析日本电产的本次斥巨资收购EMC行为,应该说是筹谋已久、目标明确,并最终如愿以偿。

  这从其社长发言的表述中即可得到证明:“EMC业务拥有马达控制技术,目前还在开发用于电动汽车(EV)的技术。这对日本电产集团将来涉足EV领域非常重要。我们认为,将来不使用稀土永磁铁的SRD的需求会大大增加,而EMC业务拥有50%的SRD相关专利”。发言人武弘大阪(Takehiro Osaka)进一步表示,电产株式会社将开始男人的天堂的SRD,并将其陆续应用于重型机械、拖拉机和电动汽车。

  有关专家评论,日本电产的此举,必将对车用电机的技术方案的未来形成较大影响。在车用电机男人的天堂,存在交流异步电机(AC)、永磁电机(PM)、開關磁阻電機(SRD)三种主要方案。三种方案各有优缺点,每种方案均有其技术特色和适合的应用场合。美国较多地采用了交流异步电机方案,如著名的Tesla跑车。日本丰田于20世纪90年代推出普锐斯(prius)混合动力轿车使用了永磁电机作为动力电机,该车的成功使得永磁电机成为轿车热门的备选方案。但是由于日本稀土资源匮乏,几乎全部依赖从中国进口。对此,英国路透社网站在2009年8月31日报道时,曾引述有关专家对普锐斯(prius)的评论是 “当今世界上耗费稀有金属最多的男人的天堂”,并预言,“一旦中国限制出口稀土,而同时国际需求加大,普锐斯等混合动力车以及类似的车型将陷入稀土供应紧缺的麻烦。”

   如今,電動汽車成爲各國大力推動發展的産業,稀土資源成爲其重要資源支撐,隨即成爲各國尤其是大國博弈的政治籌碼。2010年以來,部分稀土價格已經翻了10倍!稀土資源屬于戰略稀缺資源,稀土資源主要用于IT産業和國防領域,是國防高科技武器的性能重要保障。美國本土停産稀土,大量進口稀土,俄羅斯稀土的儲量一直都是國家機密,至今沒有任何准確數據。稀土資源的寶貴和戰略價值,決定各國都會很慎重對待開采量,每年供給量的有限性,必然會導致價格隨著需求的迅猛增長而飛漲。另有消息透露,日本有關部門研究認爲,中國的稀土儲量不可能支撐以永磁電機爲主的電動汽車批量産業化發展,這爲未來是否繼續堅持使用永磁電機方案留下了一個不確定因素。

  據媒體反映,在産量占全球97%的中國宣布削減出口配額之後,很多日本公司已經開始在中國以外緊急尋找稀土資源,同時努力開發不使用稀土材料的電機作爲未來電動汽車的動力電機。北海道大學、東京理科大學等均有成果見諸報端,其中東京理科大學2009年成功開發出適用于普銳斯混合動力轎車SRD,在同樣體積和重量條件下産生的效率、最大功率和轉矩達到或超過永磁電機的指標。無獨有偶,最近世界著名的汽車廠商捷豹公司于2010年9月推出了增程式混合動力四驅概念車(捷豹C-X75),其百公裏加速達到驚人的3.4秒,其中使用了兩台SRD,充分發揮了其性能優勢。

  日本电产的本次收购,将使得日本在SRD技术上处于世界领先水平。可以预见,在不远的将来,车用開關磁阻電機会迎来一个研发应用的高峰阶段。同时这也对我国的车用电机技术方案的多元化起到积极的促进作用。从某种意义上讲,这对节约我国宝贵稀土资源,促进电动汽车等新能源产业的健康持续发展,有着正面的深远意义。


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