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从矿山到磁铁再到电机:通用汽车如何构建长期关键的供应链

从矿山到磁铁再到电机:通用汽车如何构建长期关键的供应链

通用汽车全球采购与供应链总监希尔潘·阿明(左)与MP Materials的创始人、董事长兼首席执行官詹姆斯·利廷斯基(右)。

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作者:通用汽车全球采购与供应链总监希尔潘·阿明

早在电动汽车还未能常见于美国道路之前,通用汽车的工程师们就已经在研发那些为现代电动汽车的出现奠定基础的技术。

现代电动机的一个核心示例就是永磁体。20世纪80年代初,通用汽车的研究人员助力开创了生产高性能钕基永磁体的工艺。这项工作体现了通用汽车一贯的做事方式:将材料科学、工程技术和制造能力相结合,以其他公司难以企及的方式大规模解决复杂问题。

通用汽车在永磁体领域的经验并非仅限于此。我们在电动机技术方面的积累同样十分深厚。

第一代雪佛兰Volt提升了混合动力汽车中永磁电机的性能。其后续型号采用了双V形永磁体结构,旨在增强扭矩并降低噪音与振动。此后,第一代雪佛兰Bolt EV又将永磁电机技术应用到了长续航里程的量产电动汽车上。

每一代产品都为我们带来了新的知识。如今,这些经验已体现在为各类车型及不同客户需求而设计的电动机产品系列中。

为何磁体如此重要

电动汽车电机的任务很简单:将电能转化为动力。但要实现客户所期望的性能与耐用性,绝非易事。

目前大多数通用汽车的电动车型都采用内置永磁体。电机的定子会产生旋转磁场,该磁场与转子内的磁体相互作用从而产生扭矩。永磁电机通常具备出色的效率与功率密度——这些特性对于工程师们努力提升续航里程、性能及节省空间而言极为重要。要想获得“汽车级”认证,这类电机中的磁体必须能够在极端高温、振动和机械应力环境下依然保持稳定的性能。

我们一直在不断改进这项技术。例如,在目前的电机系列中,通用汽车的工程师们已从实心磁体改为分段式磁体,以此减少热量积聚和能量损耗,进而提升效率。

这段经历让我们清楚地了解到汽车级磁铁在电动汽车电机中需要具备哪些性能,同时也让我们意识到大规模稳定生产这类磁铁的难度。

为规模化而建立的合作伙伴关系

2021年,通用汽车为建立美国本土的汽车级永磁体供应体系,与MP Materials签订了长期合作协议。当时,MP Materials正在运营北美唯一仍在运转的大型稀土开采及精炼基地——Mountain Pass,并致力于打造一家完整的磁体业务公司。通用汽车成为了MP公司在德克萨斯州沃思堡的Independence工厂的首家核心汽车客户。

作为核心客户,意味着要尽早明确需求、协调长期规划,并让技术团队共同解决从投资到工业化及规模化发展过程中所需的各项细节问题。我们深知在制造出第一块磁体之前需要经历数年的努力。同时我们也明白供应链的重要性,并对MP Materials团队的战略规划与技术实力充满信心。

我们的支持助力MP Materials建立了新的生产能力及规模化发展的路径;通用汽车则获得了一家具备更强韧性、竞争力和灵活性的战略供应商。这正是稳固的供应商关系应带来的共同价值。

五年后,进展显而易见。MP Materials在独立城生产汽车用磁铁,而通用汽车的团队则在密歇根州庞蒂亚克的实验室里对这些磁铁在电动机中的应用进行测试与验证。

这种合作将加利福尼亚州开采和提炼的稀土材料与德克萨斯州的磁铁制造以及密歇根州的通用汽车电机研发与验证工作联系在一起。这是我们“在产品制造地采购”理念的典型实例,也展现了供应链如何变得更加强大。

将长远规划转化为现实

人们通常从交易、成本和网络角度来讨论供应链。当然,这些要素很重要,但在加强供应链或建立新供应链时,最关键的还是人际关系以及立即采取行动的意愿。

为确保计划从纸面落到现实,您需要能力强的供应商、目标一致的团队,以及愿意长期合作的伙伴。此外,在尚未获得所有答案之前就敢于投入也是必要的。GM和MP Materials于2021年启动这项工作,因为我们对于未来需求有着相同的认知。沃思堡的工厂,以及目前正在GM电动汽车电机中测试的磁铁,都展现了这种长远思维所带来的可能。

我尤其为将该项目推进到目前阶段的GM和MP Materials团队感到自豪。他们的努力将GM三十多年的电动机研发经验与更悠久的磁铁创新历史紧密相连。

其结果就是形成了从矿山到磁铁再到电机的完整供应链,也为客户未来多年选择的汽车奠定了更坚实的基础。