I. Proporções de Custos das Matérias-Primas Essenciais: Materiais Magnéticos Dominam, Materiais Metálicos Colaboram
A estrutura de custos dos motores de veículos elétricos de nova geração (NEV) está altamente concentrada em quatro materiais essenciais: ímãs permanentes de NdFeB, chapas de aço elétrico, fios esmaltados (cobre/alumínio) e componentes estruturais de liga de alumínio. De acordo com dados do setor, a distribuição de custos para os motores síncronos de ímãs permanentes (que representam mais de 80% dos modelos de NEV) é a seguinte:
Ímãs Permanentes de NdFeB: Representam 30%-45% dos custos das matérias-primas, sendo o maior item de custo. O NdFeB de alta performance (como a coercitividade intrínseca Hcj > 20kOe) é a fonte central do campo magnético do rotor, com um uso de 4-6kg por motor. O custo é significativamente afetado por flutuações nos preços do Pr-Nd. Um aumento significativo nos preços do Pr-Nd impacta a estrutura de custos dos fabricantes de motores.
Chapas de Aço Elétrico: Representam 15%-20% dos custos das matérias-primas. O aço elétrico não orientado laminado a frio (grau 50W350) forma os núcleos do estator e do rotor, com um uso de 80-120kg por unidade. Seu custo é influenciado pelos preços do minério de ferro e dos elementos de liga. O aço elétrico de alta qualidade (baixa perda de ferro, alta permeabilidade magnética) pode ser 20% mais caro do que os graus regulares.
Fios Esmaltados: Representam 15%-25% dos custos das matérias-primas. O fio esmaltado de cobre (condutividade 5,96×10⁷ S/m) é a escolha principal para as bobinas do estator, com um uso de 25-40kg por unidade. Flutuações nos preços do cobre impactam diretamente o custo, afetando de maneira semelhante os motores de NEV.
Liga de Alumínio: Representam 10%-15% dos custos das matérias-primas. Utilizada para carcaças de motores, tampas finais e outros componentes estruturais, a demanda por soluções leves impulsiona sua adoção crescente. As novas ligas de alumínio com terras raras (com lantânio adicionado) são 30% mais baratas do que o alumínio fundido tradicional, com uma resistência à tração de 265MPa, e já foram aplicadas em alguns modelos de carros.
II. Regras de Negociação: OEMs Lidam com o Design, Materiais Magnéticos Personalizados Impulsionam a Cadeia de Suprimentos
A colaboração na cadeia de suprimentos para os motores de NEV segue um modelo personalizado de três níveis “OEM → Fabricante de Motores → Fornecedor de Materiais Magnéticos”, com a lógica central sendo a alocação diferenciada de limites técnicos e pesos de custo:
OEMs Definem Especificações Técnicas: As montadoras a jusante (como BYD, Tesla) definem os parâmetros de desempenho do motor (como potência máxima de 150kW, velocidade máxima de 16.000rpm) com base na posição do modelo do carro (autonomia, potência, NVH) e entregam o plano de design ao fabricante de motores.
Fabricantes de Motores Dividem os Requisitos de Materiais:
Materiais de Alta Limiar Terceirizados: Ímãs de NdFeB, devido à fórmula de terras raras (como teor de disprósio e terbium) e processos de revestimento (antioxidante) e outras tecnologias patenteadas, são produzidos sob encomenda pelo fornecedor de material magnético com base nos desenhos do rotor fornecidos pelo fabricante de motores.
Armazenamento Próprio de Materiais de Baixo Limiar: Materiais padronizados, como fios esmaltados e liga de alumínio, geralmente são mantidos em estoque de segurança (aproximadamente 2 a 4 semanas de uso) pelas fábricas de motores, mas as compras em grande volume ainda são executadas com base em pedidos.
Produção Especializada por Fábricas de Materiais Magnéticos: Fábricas de materiais magnéticos (como Ningbo Yunsheng e Innuovo) ajustam a proporção de terras raras e otimizam o campo magnético de orientação de acordo com os desenhos das fábricas de motores, fornecendo linhas de produção personalizadas para modelos de carros individuais. O ciclo de entrega dos ímãs é de até 60 a 90 dias (envolvendo sinterização e magnetização), exigindo sincronização rigorosa com a linha de montagem do motor.
III. Foco da Negociação de Custos: Irsubstituibilidade dos Materiais Magnéticos e Substituição Flexível dos Materiais Básicos
O caminho para otimizar os custos de matérias-primas é polarizado devido às barreiras tecnológicas:
Restrições Rígidas do NdFeB: Atualmente, não há alternativa em larga escala para ímãs permanentes de terras raras. Motores não magnéticos (como motores de indução) são usados apenas em alguns modelos de entrada devido à sua baixa eficiência (＜94%) e tamanho maior. A razão central para a alta proporção de custos de materiais magnéticos reside na forte correlação entre desempenho e custo: Ímãs de NdFeB de alta coercividade (resistentes a 150℃) têm um preço 25% mais alto que os modelos comuns, mas podem aumentar a densidade de potência do motor em 20%. As OEMs são forçadas a equilibrar desempenho e custo.
Substituição Flexível de Cobre/Alumínio/Aço:
Cobre para Alumínio: Fio esmaltado de alumínio é 40% mais barato, mas requer um aumento de 30% na área da seção transversal para compensar as perdas de resistência, resultando em uma diminuição do fator de preenchimento da ranhura. É viável apenas em micro-motores (<50kW).
Aço elétrico para material amorfo: A fita amorfa reduz a perda de ferro em 70% (como os produtos da Yunlu), mas seu custo é 1,5 vezes o do aço elétrico e o processamento é difícil. É usado apenas em modelos de carros de alta gama (autonomia +150km da GAC Hyptec), com uma taxa de penetração inferior a 5%.
Leveza dos componentes estruturais: Liga de alumínio com terras raras (com 0,15% de lantânio adicionado) é 30% mais barata que o alumínio fundido e tem gradualmente substituído os componentes tradicionais de núcleo de cobre.
IV. Tendências futuras: Inovação de materiais remodela as proporções de custos
A evolução tecnológica está remodelando a estrutura de custos:
1. Revolução na redução do uso de materiais magnéticos:
Tecnologia de difusão de grãos: Concentrando disprósio e terbium na superfície do ímã (camada de penetração <10μm), gradualmente reduzindo o uso de terras raras.
Estabelecimento de sistemas de reciclagem: Até 2030, a taxa de reciclagem de NdFeB continuará aumentando, com o MIIT promovendo a desmontagem padronizada de motores aposentados.
2. Popularização de motores de alfinete: Fios de cobre com seção transversal especial continuamente melhoram os fatores de preenchimento de ranhuras, impulsionando a redução de custos.
3. Aplicação de materiais supercondutores: Alguns OEMs estão utilizando materiais supercondutores para reduzir o uso de materiais magnéticos.
