电动汽车的牵引电机行业的发展对铜的需求不断增长
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商用电动汽车的牵引电机主要使用铜，因为它可用作电磁线，（至少）用于定子上的电磁铁。目前市场上已经采用了几种电机技术，但每种电机产生扭矩的方法都略有不同，转子的材料构成可以是磁铁也可以是铜，不管哪种电动牵引电机技术在电动汽车中获胜，这将都会影响到整体铜的需求。
永磁同步电机在转子上使用永磁体与定子磁场相互作用并产生扭矩，优点是效率高（< 95%）、功率密度、扭矩密度、紧凑性，并且它们相对容易控制。他们的致命弱点是对钕永磁体的依赖，由于高度本地化，容易受到供应短缺和价格上涨的影响，类似于电池中钴的波动。虽然目前永磁同步电机采用的价格处于可接受的水平，但它们的实际价格正在稳步上涨。一辆典型的纯电动乘用车的永磁同步电机中大约有5公斤的铜存在于其定子中。 相比之下，交流感应电机的转子带有缠绕在硅钢（“滑环”）中的铜线环或带有端环的铜条（“鼠笼”）。来自定子的旋转磁场在铜的闭环中感应出电流和电磁铁，它与定子磁场相互作用以产生扭矩。因为转子被定子“拖动”，但从未完全抓住它，转子和定子以不同的速度运动，系统是异步的。
交流感应电机的明显优势是没有永磁体，但它们的构造和扩展也相对简单（无需粘贴和组装小的永磁体），可靠、坚固，并且可以“过压”用于诸如可笑模式之类的事情（没有风险变性任何磁铁）。缺点是效率低于93%（范围更小）和功率密度低于永磁同步电机。定子和转子上都存在铜意味着铜的强度更高，纯电动乘用车平均约为10 - 15公斤。 第三个对电动汽车变得重要的牵引电机是永磁开关磁阻电机，就其本身而言，开关磁阻电机与其他电机类型根本不同，因为转子上没有磁场。转子是简单的叠层硅钢，通过使转子不断移动以最小化其磁阻（“磁阻”）来产生扭矩。虽然非常坚固且制造简单，但纯开关磁阻电机并未用于汽车，因为它们噪音大、效率低、经历扭矩波动且相对难以控制。永磁体和开关磁阻电机的混合可以减少所需的磁性材料并提高效率（因此称为“PMSR”）。事实上，据报道，特斯拉的 Model 3采用了效率低于 97% 的开关磁阻电机，宝马也是这种电机类型的采用者。与永磁同步电机一样，开关磁阻电机中有大约5kg的铜，用于来自定子的纯电动乘用车。
结论 到目前为止，汽车制造商倾向于在永磁电机上趋同（或正在趋同）以提高效率和功率密度，而牺牲交流感应电机。但如果永磁体的价格跳得太高，这种情况可能会迅速改变。大多数电动汽车使用一个电动牵引电机，但也有每辆车采用双电机（特斯拉、比亚迪）甚至四电机（Rivian）的趋势。这带来了效率、整体功率输出和冗余改进，总体结果是电动牵引电机市场的增长速度快于电动汽车市场。这些趋势将最终导致电动牵引电机每年对铜的需求超过 250,000 吨，这个数字包括牵引电机纯电动、插电式混合动力和强混合动力乘用车、公共汽车、货车、卡车、两轮车和三轮车。 |
