Producenten EV's zetten in op permanente magneten
Ondanks hogere kosten zet de markt van elektrische voertuigen vol in op permanente magneten. Volgens onderzoek van IDTechEx is de elektrische motor met magneten nog steeds de populairste onder fabrikanten. Dit komt vooral door hun hogere krachtdichtheid, koppeldichtheid en efficiëntie. Deze voordelen maken de dure magneten nog steeds de geliefkoosde optie.
Types motoren
Er bestaan drie grote categorieën van motoren voor elektrische voertuigen: motoren met permanente magneten, inductiemotoren en opgewonden rotormotoren. Deze types hebben essentieel een stationaire stator met koperen windingen gemeenschappelijk, maar verschillen qua rotorconstructie. Motoren met permanente magneten – zoals de naam aangeeft – gebruiken magneten op de rotor, die doorgaans gemaakt zijn met zeldzame grondstoffen, voornamelijk neodymium.
Hoewel er nog andere technieken bestaan om elektrische voertuigen aan te drijven, is die met permanente magneten veruit de populairste, met 84% van het marktaandeel in 2021. Dit komt vooral door hun hogere krachtdichtheid, koppeldichtheid en efficiëntie. Inductiemotoren werden in eerdere Tesla's gebruikt, maar worden nu vooral ingeschakeld als secundaire aandrijvingsmotoren, door hun efficiëntie wanneer ze niet in gebruik zijn. Opgewonden rotormotoren krijgen dan weer de voorkeur als er gekozen wordt voor een magneetvrij voertuig. Recente voorbeelden hiervan zijn Renault en BMW.
Kostenplaatje
Het type met permanente magneten is echter veruit het duurste. Hoewel de prijs van neodymium vrij constant is gebleven van 2013 tot 2020, was er een stijging met een factor van 3,8 in begin 2022. In oktober was dit gezakt tot 2,4, maar de grondstoffen die noodzakelijk zijn voor de magneten drijven nog steeds de totale kostprijs enorm op. De vraag is dus waarom fabrikanten nog steeds dit type verkiezen boven de significant goedkopere alternatieven.
Er zijn wel degelijk initiatieven om het gebruik van dergelijke magneten terug te dringen. Zoals gezegd, maken Renault en BMW soms gebruik van opgewonden rotormotoren, en Mercedes ging voor inductiemotoren voor haar EQC-model. Motorleveranciers zoals MAHLE of Advanced Electric Machines focussen eveneens op magneetvrije alternatieven. Toch is het marktaandeel van de magneetmotor gestegen tot 86% in 2022.
Verklaringen
Een belangrijke reden voor dit blijvende succes is de dominantie van de Chinese markt van elektrische voertuigen. Deze is de grootste in de wereld, en het land is tevens verantwoordelijk voor de meerderheid van de zeldzame grondstoffen nodig voor de magneten. Voor de Chinezen is de kost van neodymium dus minder een zorg. Een tweede reden is de vertraging die steeds optreedt bij het ontwikkelen en produceren van auto's. Er gaat heel wat tijd over de conceptie en feitelijke productie, wat ervoor zorgt dat recente noden pas jaren later ook effectief beantwoord worden. Ten slotte is het type motor met magneten nu eenmaal het meest ontwikkelde en het meest vertrouwde. De verdere evolutie en adoptie van de andere types vraagt tijd. De alternatieven moeten met andere woorden aantonen dat ze net zo betrouwbaar en performant zijn.
Ondanks de stijgende kost van grondstoffen zoals neodymium, voorspelt IDTechEx dat op korte en middellange termijn het motortype met magneten veruit het populairste zal blijven, vooral in China. Het is vooral kijken naar Europa voor de adoptie van alternatieven. De volgende generatie voertuigplatformen zal ongetwijfeld diverser zijn qua motortype, maar magneten zijn voorlopig niet weg te denken uit de markt van elektrische voertuigen.