I. Proporção do Custo das Matérias-Primas Essenciais: Material Magnético Predomina, Materiais Metálicos Sinergizam
A estrutura de custos dos motores de VEN (Veículos Elétricos Novos) 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 ímã permanente (que representam mais de 80% dos modelos de carros elétricos novos) é a seguinte:
Ímãs Permanentes de NdFeB: Representam 30%-45% dos custos das matérias-primas, sendo o maior item de custo. O NdFeB de alto desempenho (como aqueles com coercitividade intrínseca Hcj > 20kOe) é a fonte central do campo magnético do rotor, com um uso de 4-6 kg por motor. O preço do Pr-Nd, um elemento de terra rara, afeta significativamente esses custos. Em casos de aumentos substanciais nos preços do Pr-Nd, há um impacto notável na estrutura de custos dos fabricantes de motores.
Aço Elétrico: 15%-20% dos custos das matérias-primas. O aço elétrico laminado a frio não orientado (grau 50W350) forma os núcleos do estator e do rotor, com um uso de 80-120 kg por unidade. Seu custo é influenciado pelos preços do minério de ferro e dos elementos de liga, e o aço elétrico de alta qualidade (baixa perda de ferro, alta permeabilidade magnética) pode ter um preço 20% maior do que os modelos padrão.
Fio Esmaltado: Representa 15%-25% dos custos das matérias-primas. O fio esmaltado de cobre (com condutividade de 5,96×10⁷ S/m) é a escolha predominante para as bobinagens do estator, com um uso de 25-40 kg por unidade. As flutuações nos preços do cobre afetam diretamente os custos e, de maneira semelhante, impactam os motores de energia nova.
Ligas de Alumínio: Representam 10%-15% dos custos das matérias-primas. Utilizadas em componentes estruturais como carcaças de motores e tampas finais, a demanda por materiais leves impulsionou um aumento na taxa de adoção. As novas ligas de alumínio de terra rara (com lantânio adicionado) custam 30% menos do que o alumínio fundido tradicional, têm uma resistência à tração de 265 MPa e foram aplicadas em alguns modelos de carros.
II. Regras de Negociação: Design Dominado por OEMs e Materiais Magnéticos Personalizados Impulsionando a Cadeia de Suprimentos
A colaboração na cadeia de suprimentos para os motores de VEN segue um modelo personalizado de três níveis “OEM → Fabricante de Motores → Fornecedor de Materiais Magnéticos”, com a lógica central residindo na alocação diferenciada de barreiras técnicas e pesos de custo.
Os OEMs definem as especificações técnicas: montadoras a jusante (como BYD, Tesla) estabelecem parâmetros de desempenho do motor (por exemplo, potência máxima 150kW, velocidade máxima 16.000rpm) com base na posição do modelo do carro (autonomia, potência, NVH), e depois entregam o plano de design ao fabricante do motor.
Desdobramento dos Requisitos de Materiais da Fábrica de Motores:
Terceirização de Materiais de Alta Porta: ímãs de NdFeB, devido à fórmula de terras raras (como a adição de disprósio e terbium) e processos de revestimento (para resistência à corrosão) e outras tecnologias patenteadas, são produzidos sob encomenda pelas fábricas de materiais magnéticos após a fábrica de motores fornecer os desenhos do rotor.
Autoarmazenamento de Materiais de Baixa Porta: fios esmaltados, ligas de alumínio e outros materiais padronizados geralmente são mantidos em estoque de segurança (cerca de 2-4 semanas) pelas fábricas de motores, mas as compras em larga escala ainda seguem pedidos.
Linha de Produção Dedicada da Fábrica de Materiais Magnéticos: fábricas de materiais magnéticos (como Ningbo Yunsheng, Innuovo) ajustam a proporção de elementos de terras raras e otimizam a orientação do campo magnético de acordo com os desenhos fornecidos pela fábrica de motores, oferecendo uma linha de produção personalizada para um único modelo de carro. O ciclo de entrega para ímãs é de 60-90 dias (envolvendo sinterização e magnetização), exigindo sincronização estrita com a linha de montagem do motor.
III. Foco da Competição de Custo: Irsubstituibilidade dos Materiais Magnéticos e Substituição Flexível dos Materiais Básicos
O Caminho da Otimização de Custo de Matérias-Primas Polariza devido às Barreiras Tecnológicas:
A restrição rígida do NdFeB: atualmente, não existem alternativas em larga escala para ímãs permanentes de terras raras. Motores sem ímã, como motores de indução, devido à sua baixa eficiência (<94%) e grande tamanho, são usados apenas em alguns modelos de entrada. A alta proporção de custo dos materiais magnéticos se deve fundamentalmente à forte correlação entre desempenho e custo: NdFeB de alta coercividade (resistente até 150°C) é 25% mais caro que os tipos regulares, mas pode aumentar a densidade de potência dos motores em 20%. Os fabricantes são forçados a equilibrar entre desempenho e custo.
Cobre para Condutor de Alumínio: o fio esmaltado de alumínio custa 40% menos, mas requer um aumento de 30% na área da seção transversal para compensar a perda de resistência, resultando em uma diminuição da taxa de preenchimento da ranhura. É viável apenas em motores pequenos (＜50 kW).
Aço elétrico → Materiais amorfo: A perda de ferro das fitas amorfos é reduzida em 70% (como os produtos da Yunlu), mas o custo é 1,5 vezes maior do que o aço elétrico e o processamento é difícil. É usado apenas em modelos de carros de alta gama (GAC Hyptec com um alcance adicional de 150 km), com uma taxa de penetração inferior a 5%.
Leveza dos Componentes Estruturais: Liga de Alumínio com Terras Raras (com 0,15% de lantânio) custa 30 menos do que o alumínio fundido e tem gradualmente substituído componentes tradicionais de núcleo de cobre.
IV. Tendências Futuras: Inovação de Materiais Reconstrói Proporções de Custo
Evolução Tecnológica Reconfigura as Estruturas de Custo:
1. Revolução na Redução de Materiais Magnéticos:
Tecnologia de Difusão de Grão: Concentrando Disprósio e Terbium na Superfície dos Ímãs (Camada de Penetração ＜ 10μm), Gradualmente Reduzindo o Uso de Elementos de Terras Raras
Estabelecimento de Sistema de Reciclagem: Taxa de reciclagem de NdFeB continuamente melhorada até 2030, MIIT promove desmontagem padronizada de motores aposentados
2. Adoção Generalizada de Motores de Fio Plano: A melhoria contínua na taxa de preenchimento de ranhuras através do uso de fios de cobre com seções transversais irregulares impulsiona a redução de custos
3. Aplicação de Materiais Supercondutores: Alguns fabricantes utilizaram materiais supercondutores para reduzir o uso de materiais magnéticos.
