最近中国和日本政府之间关于稀土资源之间的新闻是层出不穷，稀土外交很可能在未来几年内成为一个热点名词。至少对于日本的外交来说，这是一个很现实也很紧迫的需求。中国减少和控制稀土出口的行动，将比主权问题更加困扰日本的产经界人士。《日刊产业新闻》的评论说得非常明了：“为了维护以汽车和家电之类的日本骨干产业的竞争力，确保中国以外的稳定稀土来源是非常重要的”。稀土对于日本有重要的经济和战略意义，稀土被广泛运用于工业生产的方方面面，以混合动力电动汽车为例，丰田公司每生产一辆普锐斯汽车，需要稀土400克，而日本92%以上的稀土来自于中国，也就是说，日本每生产一辆混合动力汽车，它至少利用中国的368克稀土资源用于生产驱动电机。很难想象没有稀土的“日本混合动力汽车”会出现怎样的局面?本篇笔者以稀土资源为缘由，谈谈混合动力汽车驱动电机的应用现状及发展趋势。

　　混合动力汽车在不同历史时期采用不同的电机，最早是控制性能好、成本较低的直流电机。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展，交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机显示出比直流电机更优越的性能，这些电机正逐步取代直流电机。永磁同步电机由于转子无绕组，转子电磁时间常数较小等特点，从而具有高功率密度和高效率、体积小、响应快等优点，使其成为混合动力乘用车驱动电机中强有力的竞争者，发展前景最为广阔。永磁同步电机的永磁材料几乎全部来自于稀土，因此稀土资源将会变为未来混合动力汽车动力总成的命脉。

　　国外混合动力汽车驱动电机的应用现状和趋势

　　较早进行混合动力技术研发并实现产业化生产的是日本汽车生产企业，特别是丰田与本田公司，占据了全球混合动力汽车领域技术研发和销售市场的主导优势。表1为日本企业生产的混合动力汽车主要车型及选用驱动电机的类型，表中可以看出驱动电机全部采用永磁同步电机。

    日本以丰田技术路线，成为混合动力汽车驱动电机技术发展的代表。丰田第三代普锐斯采用的逆变器改变了传统封装结构，去除了贵重材料，大大降低了电机及其控制系统的成本。发电机采用粉末铁芯直接铸成和集中绕组的方式，牵引电机采用新的硅钢材料来缩小体积，并去掉传动皮带结构。驱动电机采用集中卷线方式，使得宽度缩小了37%。与第二代相比，第三代普锐斯在实现小型化的同时提高了输出功率。采用的方式是提高系统电压和为电机配备减速器。通过把电压从500V提高到650V，电机的输出功率从50kW增加到了60kW;通过采用减速机辅助电机输出，将电机转速由第二代系统的6500rpm提高到了13900rpm，电机的最大电流从230A降至170A，最大转矩则从400Nm降低到了207Nm。而对于发电机，线圈的缠绕方式从过去的分布缠绕改为了集中缠绕，线圈端部缩短了30%，减少了铜损。目前，日本已经开始想办法去摆脱对中国稀土过于依赖的局面。日本最新的技术研究发现，日本国内锰矿带中有含稀土元素的花岗岩。与此同时，日本正在研究用火力发电站的灰尘收集器来回收燃烧煤炭、石油后形成的灰尘中的稀土元素。此外，开发海底的锰结核、岩浆矿等海洋资源亦能获得稀土。稀土危机是否能促进日本汽车行业新一次的技术革命尚不可知，但是从国外寻找新的稀土来源是最现实的选择。

　　欧美国家政府及其汽车企业重新审视混合动力技术市场前景，也调整自己的技术路线，先后向市场推出了混合动力汽车产品。表2为欧美主要乘用车生产企业推出的混合动力车型，美国的通用、福特公司主要选用感应电机，而欧洲企业则主要选用了永磁同步电机。

    由于美国本土缺少生产永磁同步电机的稀土资源，所以从其国家战略考虑，混合动力汽车大多采用了交流感应电机。美国在混合动力汽车驱动电机的研究重点主要集中在降低生产成本，改善电机效率，减少对永磁材料的需求以及电机和发动机一体化设计等方面。目前，低铁损的非晶铁磁材料已经开始在样车上应用，但是成本较高。新型的无永磁体电机也已经开始应用，如美国橡树岭国家实验室(ORNL)设计了一种新型无永磁体的电机，功率密度达到5kW/L，比功率达到1kW/kg。欧洲各研究机构目前则致力于永磁同步电机的研发，例如瑞典Chalmer技术学院成功开发出了比功率为1.61kw/kg，最高效率达96%的永磁同步电机。

　　因此，就目前国外混合动力汽车驱动电机应用的趋势来看，在非晶铁磁材料未能大批量用于制造电机之前，高功率密度的永磁同步电机的应用最为广泛，混合动力汽车驱动电机发展离不开珍贵的稀土资源。

　　国内混合动力汽车驱动电机的应用现状和趋势

　　经过“九五”、“十五”、“十一五”863重大专项对车用驱动电机系统的集中研发和应用，我国已经自主研发满足各类混合动力汽车需求的永磁同步电机、交流感应电机、开关磁阻电机等产品，形成了具有核心竞争能力的车用驱动电机批量生产能力，系列化产品的功率范围覆盖了200kw以下，如图所示。

    随着国家政策对乘用车混合动力汽车的倾斜，国内混合动力轿车渐渐步入市场。永磁同步电机因为其在效率和体积方面的优势，受到国内各乘用车生产厂商的青睐，国内主要混合动力轿车车型如表3所示，国内现有的混合动力汽车全部选用永磁同步电机。同时根据北京理工大学电动汽车驱动电机系统测试基地2009年统计数据可知，目前国内各“863”电动汽车项目承担单位中选用交流感应电机和开关磁阻电机的数量逐年降低。交流感应电机从“十五“期间的56%的比例变为现在的17%，开关磁阻电机从“十五”期间的22%的比例变为现在的5%;而目前永磁同步电机的比例则从“十五”期间的22%变化为目前的78%。从提供的数据分析可知，目前国内混合动力汽车驱动电机选型重点已逐渐倾向于永磁同步电机。

    总结：
 

　　以上分析可知，无论在国内还是国外，汽车生产制造商经过十多年对混合动力汽车驱动电机的反复论证和试验，永磁同步电机已经成为新能源汽车的首选动力总成。由此，借助我国在稀土永磁材料领域具有得天独厚的优势，如果国家投入大量的资金提高稀土的提炼技术，同时加快混合动力电动汽车驱动电机产业化的进度，抛开整车制造技术，单从混合动力电动汽车的动力总成来看，我们在零部件方面相比国外就已经占据了上风，这可是我们在传统车内燃机方面可望而不可及的机会。国内各科研机构和汽车厂商务必抓住机遇，降低永磁同步电机产业化生产的制造成本，使国产的混合动力汽车以及电动汽车实现“弯道超车“也不是不无可能。中国如今面临的现实就是，需要加紧对稀土资源的管理和控制，不能给予美、日、欧等国家再度兴风作浪的借口。笔者认为，合理利用规则，把稀土管理首先当作国内经济行为予以施行，是中国未来在新能源汽车博弈中很重要的一环。