Riassunto:
Da un lato, le case automobilistiche sono preoccupate per la fornitura di magneti in terre rare. D’altra parte, Musk ha affermato che i motori di Tesla non possono più utilizzare terre rare. Nel settembre 2026, secondo quanto riportato dai media, il CEO di Tesla Musk ha affermato che il motore del suo taxi autonomo Cybercab non utilizza terre rare pur mantenendo le prestazioni di resistenza. Insieme a questa affermazione vi è anche l'informazione che le dimensioni dell'unità di azionamento elettrica sono state ridotte del 18% e il peso è stato ridotto del 25%.
Da questi numeri si può facilmente ricavare un'impressione intuitiva: rimuovendo le terre rare, il motore non solo non peggiora, ma diventa più piccolo e leggero.
Ma per gli ingegneri elettrici, il giudizio deve iniziare con altre domande: chi è l'obiettivo del confronto? A quale velocità corrisponde la potenza in uscita? Quanta coppia può mantenere? Che dire dell'aumento della temperatura, dell'efficienza e del rumore durante il funzionamento continuo?
"Automotive Business Review" ritiene che la dichiarazione di Musk sia una dichiarazione di prestazione da parte dell'azienda e non possa ancora essere considerata una conclusione testata in modo indipendente. Ciò che vale davvero la pena discutere è la dipendenza dei motori elettrici delle automobili dalle terre rare e quanto spazio ci sia per la sostituzione.
I motori privi di terre rare sono già entrati nella produzione di massa delle automobili. La polemica di oggi è andata oltre il “non possiamo usarlo?” I risparmi nell’approvvigionamento dei magneti si tradurranno in ulteriori investimenti in cuscinetti, riduttori e sistemi di raffreddamento? Una potenza di picco simile può corrispondere a una potenza continua e a un’esperienza del veicolo simili? Questi problemi determinano l’ambito di applicazione delle alternative.
I motori hanno bisogno di campi magnetici
Le terre rare non sono necessariamente necessarie
I motori convertono l'energia elettrica in energia meccanica, nella quale i campi magnetici svolgono un ruolo chiave. I magneti permanenti possono fornire un campo magnetico e anche le bobine energizzate possono produrre un campo magnetico. Inoltre, la differenza di riluttanza nelle diverse direzioni del rotore può essere utilizzata anche per generare coppia senza dover configurare magneti permanenti o avvolgimenti di campo sul rotore.
Pertanto, non esiste un solo percorso tecnico per i motori automobilistici privi di terre rare.
Il motore sincrono ad eccitazione elettrica stabilisce un campo magnetico attraverso la bobina del rotore; il motore a induzione utilizza l'induzione elettromagnetica per generare la corrente del rotore; il motore sincrono a riluttanza genera coppia attraverso la differenza di riluttanza del rotore. I motori a magneti permanenti possono anche utilizzare magneti privi di terre rare.
Il vantaggio dei magneti permanenti delle terre rare è che possono fornire un forte campo magnetico in un piccolo volume, creando le condizioni per la compattezza e l'elevata efficienza dei motori. Tuttavia, le prestazioni del magnete e le prestazioni complessive della macchina non possono essere direttamente equiparate.
Ad esempio, il prodotto di energia magnetica è un indicatore importante per valutare i materiali a magnete permanente, ma la potenza, la coppia o il volume dell'intero motore non possono essere calcolati direttamente in base alla sua proporzione. La progettazione del circuito magnetico, il carico di corrente, la coppia di riluttanza e la capacità di raffreddamento giocano tutti un ruolo nel determinare il risultato finale.
Per comprendere le tecnologie alternative, dobbiamo distinguere tre livelli: niente terre rare pesanti, niente terre rare e niente magneti permanenti.
L'eliminazione delle terre rare pesanti si riferisce solitamente all'eliminazione degli elementi pesanti delle terre rare come il disprosio e il terbio. I magneti possono ancora utilizzare elementi leggeri delle terre rare come il neodimio e il praseodimio. I magneti pesanti al neodimio in terre rare annunciati da Proterial (ex Hitachi Metals) nel 2025 rientrano in questa categoria.
L'assenza di terre rare non significa che i magneti permanenti debbano essere eliminati. I magneti in ferrite, senza aggiunta di terre rare, sono un'opzione. Tuttavia, non è garantito che la stessa "ferrite" sia una formula a terre rare zero. Alcune ferriti ad alte prestazioni vengono modificate con elementi come il lantanio e la composizione specifica del materiale deve ancora essere verificata.
L'assenza di magneti permanenti modifica ulteriormente il design del rotore. Le soluzioni di eccitazione elettrica, induzione e pura riluttanza sincrona possono funzionare senza fare affidamento sui magneti permanenti.
La riduzione di alcuni elementi, la sostituzione dei materiali magnetici e la modifica delle strutture dei motori hanno impatti diversi sulla produzione, sul controllo e sulla catena di fornitura.
Disponi già di piani di produzione di massa
Il percorso di Tesla è ancora da confermare
Il sistema di azionamento elettrico di quinta generazione della BMW utilizza uno schema di eccitazione elettrica per stabilire un campo magnetico energizzando il rotore, evitando l'uso di magneti permanenti di terre rare. L'annuncio della BMW per il 2021 ha rivelato che questa generazione di motori è in produzione per l'iX3 dal 2020 e sarà utilizzata nell'iX e i4.
Questo tipo di soluzione deve risolvere problemi come l'alimentazione del rotore rotante e la dissipazione del calore del rotore. La soluzione di alimentazione a induzione all'interno dell'albero del rotore sviluppata da ZF si concentra sui miglioramenti nel metodo di alimentazione, nella struttura e nell'utilizzo dello spazio.
Un'altra direzione consiste nel combinare la coppia del magnete permanente e la coppia di riluttanza. L'uso di motori sincroni a riluttanza assistiti da ferrite non sostituisce semplicemente un magnete nel motore originale. Invece, la struttura del rotore e il design del circuito magnetico consentono alle due coppie di condividere l'uscita.
Si può discutere di tutti questi percorsi, ma non si può concludere che Cybercab ne abbia adottato uno qualsiasi.
Tesla ha proposto un progetto di motore a magneti permanenti privo di terre rare di prossima generazione nel 2023, che ha fornito uno sfondo per speculazioni esterne, ma non può sostituire la divulgazione della configurazione e dei materiali effettivi di Cybercab. Le informazioni su volume, peso e durata della batteria non sono sufficienti per escludere altre possibilità di progettazione.
In particolare, è importante notare che la riduzione del volume del 18% e la riduzione del peso del 25% nelle relazioni pubbliche riguardano la propulsione elettrica. L'azionamento elettrico può contenere componenti diversi dal motore e devono essere chiariti anche il suo intervallo di confronto e le condizioni di potenza. L'alloggiamento, il raffreddamento, la trasmissione e l'integrazione del sistema possono influenzare i risultati. Solo perché la riduzione del peso è maggiore della riduzione del volume non è possibile dedurre quale magnete venga utilizzato.
Allo stesso modo, "mantenere una guida continua" è un'espressione a livello di veicolo. La capacità della batteria, il peso del veicolo, la resistenza al vento, gli pneumatici e l’efficienza della trazione elettrica contribuiscono tutti a determinare la durata della batteria e le variazioni dell’efficienza del motore non possono essere calcolate separatamente in base a questo.
Maggiore densità di potenza
Non equivale ad un aumento della densità di coppia
La relazione tra potenza del motore, coppia e velocità non è complicata:
Potenza P (kilowatt) = coppia T (N·m) × velocità di rotazione n (giri/min) ÷9549,3.
Ciò significa che ad un certo punto di funzionamento, per ottenere la stessa potenza, è possibile utilizzare una velocità inferiore e una coppia maggiore, oppure è possibile utilizzare una velocità maggiore e una coppia minore.
Per un tipico motore a flusso radiale, quando condizioni come il carico elettromagnetico sono simili, esiste una relazione proporzionale approssimativa tra la coppia e il volume effettivo del rotore. Ma quando si utilizzano materiali diversi, soluzioni di raffreddamento e strutturali, la coppia non può essere valutata solo in base al volume complessivo della macchina.
L'aumento della velocità di rotazione è un mezzo importante per migliorare la densità di potenza, ma non significa che la densità di coppia aumenti contemporaneamente.
Per fare un esempio giusto per illustrare il principio: supponiamo che la coppia di una determinata soluzione con lo stesso volume sia il 70% del benchmark. Se si riesce a mantenere questo rapporto di coppia al doppio della velocità, la potenza in uscita può raggiungere il 140% del benchmark.
I motori reali potrebbero non essere in grado di farlo. Dopo essere entrati nella zona ad alta velocità, tensione, corrente, controllo dell'indebolimento del campo, resistenza meccanica e dissipazione del calore costituiranno tutti dei vincoli. La coppia massima e la velocità massima solitamente non si trovano nello stesso punto di funzionamento e non possono essere moltiplicate direttamente per la potenza massima.
L'aumento della velocità non è una capacità esclusiva dei motori in ferrite. La soluzione NdFeB può essere progettata anche per l'alta velocità. Un confronto equo richiede di chiarire la gamma di velocità, i requisiti di uscita e i vincoli termici, piuttosto che utilizzare un motore ad alta velocità e un altro motore con obiettivi di progettazione diversi per confrontare direttamente i vantaggi e gli svantaggi dei percorsi dei materiali.
I dati contenuti nell'annuncio tecnico di Bomailicheng del 24 luglio 2023 forniscono un riferimento specifico. La ricerca utilizza il motore automobilistico a magnete permanente NdFeB come punto di riferimento per il confronto delle simulazioni e produce un prototipo in ferrite. L'annuncio affermava che il progetto fissava i diametri del rotore e dello statore e teneva conto della temperatura operativa e della resistenza alle alte velocità, ma non rivelava la marca del motore di riferimento, il modello e le condizioni di test complete.
Sulla base dei dati annunciati, la potenza del prototipo è inferiore di circa il 7,3% rispetto al benchmark, la coppia massima è inferiore del 37% e la specifica di velocità massima è aumentata del 50%. Si tratta di un confronto specifico del progetto e non può essere generalizzato a un divario prestazionale fisso per tutti i motori in ferrite.
In condizioni quali l'avviamento a pieno carico, l'accelerazione rapida a basse velocità in città, ecc., la forza motrice all'estremità della ruota influisce direttamente sull'esperienza di potenza. Tuttavia, la diminuzione del 37% della coppia massima del motore non significa che la capacità di avviamento del veicolo sia diminuita di anno in anno. I risultati effettivi dipendono anche dalla curva di coppia a bassa velocità, dal rapporto di riduzione, dalle capacità di alimentazione e dalle condizioni di aderenza dei pneumatici.
L'aumento del rapporto di riduzione può aumentare la coppia all'estremità della ruota, ma richiede una corrispondenza sincrona tra la gamma di velocità del motore, la velocità massima del veicolo, il carico dell'ingranaggio e la perdita di trasmissione. La potenza di picco è vicina, che è solo il punto di partenza per adattare l'intero veicolo.
Oltre l'autostrada
Ci sono anche dissipazione del calore, rumore e bassa temperatura
L'aumento della velocità comporterà nuovi requisiti in termini di resistenza del rotore, equilibrio dinamico, cuscinetti e lubrificazione. Il costo può riflettersi anche sull’NVH e sulla gestione termica.
NVH si riferisce a rumore, vibrazioni e durezza. I cambiamenti nella velocità di rotazione cambieranno la frequenza dell'eccitazione elettromagnetica e meccanica; se è vicino al campo di risonanza della struttura, può amplificare vibrazioni o ululati. Il motore, il riduttore, l'alloggiamento e la sospensione devono essere valutati come un sistema completo.
Le informazioni su peso, volume e durata della batteria contenute nei rapporti Cybercab esistenti non sono sufficienti per giudicare questi problemi acustici, né possono spiegare se gli investimenti nell'isolamento delle vibrazioni e nella riduzione del rumore siano stati aumentati.
Lo stesso vale per la gestione termica. Quando altre condizioni sono simili, l'aumento della velocità può aumentare alcune perdite nel ferro, perdite nell'avvolgimento CA e perdite meccaniche, ma l'aumento della temperatura finale dipende da tutte le perdite e dalle condizioni di dissipazione del calore. Non si può semplicemente concludere che i motori ad alta velocità debbano essere più caldi, né si può presumere che il rotore non produca più perdite solo perché viene eliminato l'avvolgimento di eccitazione del rotore.
Il caso Astemo menzionato nel video fornisce una spiegazione più specifica di questo compromesso del sistema. Secondo l'annuncio di Astemo dell'ottobre 2025, il suo motore principale a riluttanza sincrona assistito da magnete in ferrite raggiunge una potenza di 180 kilowatt. Rispetto al tradizionale motore a magneti permanenti in terre rare, le dimensioni sono aumentate di circa il 30%; per controllare la generazione di calore, il progetto utilizza una struttura di raffreddamento a bagno d'olio per le fessure e le estremità dell'avvolgimento.
Il 30% qui corrisponde al confronto delle dimensioni di prodotti specifici e non può essere scritto poiché tutti i motori in ferrite sono più pesanti del 30%-40%. Ciò che illustra è che la sostituzione dei materiali può essere accompagnata da aggiustamenti nella struttura e negli schemi di raffreddamento.
Se alla fine verrà confermato che Cybercab utilizza magneti in ferrite, anche il margine di smagnetizzazione a bassa temperatura sarà un elemento da verificare. La resistenza della ferrite alla smagnetizzazione può diminuire alle basse temperature. Il verificarsi di una smagnetizzazione irreversibile dipende dalla qualità del materiale, dal punto di funzionamento del circuito magnetico, dal campo magnetico inverso e da altre condizioni.
Ciò non può essere ridotto a "si romperà dopo una notte in una zona fredda". I miglioramenti nei materiali, nei circuiti magnetici e nel controllo della corrente possono aumentare i margini e l’aggiunta di terre rare non è l’unica soluzione per tutti i progetti.
Essendo un magnete ceramico, la ferrite deve anche considerare la sua fragilità, il metodo di fissaggio e il carico meccanico ad alta velocità. Tuttavia, il materiale è fragile e non si può dedurre direttamente che i detriti voleranno fuori dal gruppo di azionamento elettrico in caso di collisione dell'intero veicolo; È necessario valutare anche i vincoli del rotore, la protezione del guscio e la struttura di installazione del veicolo.
Per Cybercab, i contenuti di cui sopra sono tutti progetti che necessitano di ottenere dati di test, che al momento non sono sufficienti per confermare le sue aree applicabili, per non parlare dell'implementazione operativa ad Austin che può essere interpretata direttamente come evitare difetti a bassa temperatura.
Il taxi non persegue un'accelerazione estrema
Ciò non significa che i requisiti di guida elettrica siano bassi
In quanto veicolo operativo dedicato, Cybercab può avere pesi prestazionali diversi rispetto ai modelli per i singoli consumatori.
Non concentrarsi sull'accelerazione estrema come punto di forza significa che il progetto può ridurre il perseguimento di determinati indicatori di picco e utilizzare più risorse per ridurre i costi di produzione e il consumo energetico operativo. Tuttavia, l’elevata frequenza di utilizzo dei taxi aumenterà i requisiti di funzionamento continuo, partenze e fermate frequenti, rumore e durata.
La stessa differenza di efficienza può corrispondere a una differenza più evidente nelle bollette elettriche in caso di chilometraggio annuo elevato. Anche gli intervalli di manutenzione, i tempi di fermo e la facilità delle riparazioni influiscono sulla redditività operativa. Pertanto, "il taxi non ha bisogno di alte prestazioni" non è sufficiente per concludere che "usare NdFeB è uno spreco".
La domanda più precisa è: quali caratteristiche sono effettivamente necessarie nel veicolo e quali valgono il costo?
Anche gli aspetti economici dal punto di vista materiale stanno cambiando. Secondo il riepilogo del mercato spot pubblico di Mysteel, il 14 settembre 2026, la quotazione di riferimento del mercato nazionale del praseodimio e dell'ossido di neodimio era di circa 730.000 yuan/tonnellata. Questa è la quotazione di mercato, non il prezzo di acquisto a lungo termine della casa automobilistica, né il prezzo dei magneti finiti.
La lavorazione dei metalli, la qualità dei magneti, l'aggiunta di terre rare pesanti, la resa di produzione e i contratti di acquisto incideranno tutti sulla trasmissione dei prezzi. L'offerta a monte può solo fornire informazioni di base e non può essere convertita direttamente nella variazione del costo di un motore.
Ciò che le aziende automobilistiche devono confrontare è se i risparmi sui costi sul lato magnete possono coprire le nuove spese in altri collegamenti. Il risparmio sui materiali può essere parzialmente compensato dalla necessità di aumentare l’utilizzo di rame e acciaio elettrico, regolare il riduttore, migliorare il raffreddamento o aggiungere trattamenti acustici.
Anche la stabilità dell'offerta dovrebbe essere presa in considerazione. Il valore della riduzione della dipendenza aumenta quando i prezzi dei materiali critici aumentano o aumenta l’incertezza nella consegna; dopo che i prezzi sono scesi e l’offerta si è ripresa, le alternative devono ancora dimostrare competitività in termini di costi.
Il progresso dell'industrializzazione di nuovi materiali non può essere ignorato. I magneti in nitruro di ferro di Niron hanno valore di ricerca e commercializzazione, ma il suo impianto di Sartell con una capacità di produzione annua completa di 1.500 tonnellate, come annunciato nel settembre 2026, dovrebbe essere messo in funzione nel 2027. Questo piano non può essere utilizzato come prova che abbia la stessa portata di capacità di fornitura, né può essere utilizzato per dedurre la fonte dei materiali di Cybercab.
Per le aziende automobilistiche, dalla disponibilità dei materiali alla produzione in serie dei modelli, si passa anche alla verifica, alla nomina dei fornitori, alla realizzazione della linea di produzione e al miglioramento della resa. Se valga la pena adottare una soluzione deve essere calcolato sull’intero ciclo del prodotto.
Quanto può sostituire
Dipende dal caricamento e dall'acquisto effettivi
Le scelte delle case automobilistiche cambieranno il numero medio di terre rare necessarie per ciascun veicolo, ma un calo nell'uso della bicicletta non significa automaticamente un calo della domanda totale del settore.
La domanda di terre rare nei motori delle automobili può essere approssimativamente intesa come:
Domanda ≈ produzione automobilistica × numero medio di motori per veicolo × percentuale di motori che utilizzano terre rare × quantità media di terre rare utilizzate per motore.
La divulgazione di soluzioni prive di terre rare influisce principalmente sul rapporto di utilizzo; il progetto di riduzione delle terre rare incide principalmente sul consumo di una singola macchina. Allo stesso tempo stanno cambiando anche i volumi di produzione dei veicoli e le configurazioni dei motori. Pertanto, l’impatto delle tecnologie alternative potrebbe riflettersi innanzitutto in un rallentamento della crescita della domanda.
Dal lato dell'offerta esistono scale industriali. I dati del 2024 del rapporto “Rare Earth Elements: Path to a Secure and Diversified Supply Chain” pubblicato dall’Agenzia internazionale per l’energia nel 2026 mostrano che la Cina rappresenta circa il 91% della raffinazione mondiale di terre rare per materiali magnetici e circa il 94% della produzione mondiale di magneti permanenti di terre rare sinterizzate discussa nel rapporto. Queste quote corrispondono a prodotti e anni specifici e non possono essere generalizzate a tutte le terre rare o a tutti i materiali magnetici.
Allo stesso tempo, l'eliminazione degli elementi delle terre rare nei motori non può equivalere direttamente all'eliminazione degli elementi delle terre rare nell'intero veicolo, né significa che l'intera catena di fornitura dei veicoli si sia allontanata da un determinato paese o regione. Per gli altri motori, componenti elettronici e batterie i materiali e le fonti di alimentazione devono essere controllati separatamente.
Se Tesla riuscisse a ridurre i costi della trazione elettrica e la dipendenza dai materiali chiave soddisfacendo al tempo stesso i requisiti operativi di Cybercab, si tratterebbe comunque di un progresso ingegneristico con valore commerciale. Il raggiungimento di questi obiettivi non richiede l’invenzione di un principio motorio completamente nuovo; ma definirla una svolta tecnologica universalmente applicabile richiede prove più complete di configurazione, prestazioni e costi.
I motori delle automobili davvero non hanno più bisogno delle terre rare? "Automotive Business Review" ritiene che ciò che può essere confermato è che alcuni motori automobilistici possono già soddisfare i requisiti di produzione di massa senza l'uso di terre rare; ciò che non può ancora essere confermato è se le soluzioni prive di terre rare possano continuare a ottenere vantaggi globali in una gamma più ampia di modelli e condizioni di lavoro.
Per Cybercab, il passo successivo dovrebbe essere quello di esaminare la curva coppia-velocità del motore, la distribuzione dell'efficienza, il limite di temperatura e le prestazioni operative effettive. Per quanto riguarda le industrie, dovremmo considerare i cambiamenti nei punti fissi dei nuovi modelli di auto, nella scala di produzione di massa e nell’approvvigionamento di materiale magnetico. Solo queste informazioni possono spiegare fino a che punto è avanzata la sostituzione.
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