General Motors (GM) cho biết hãng đã bắt đầu sản xuất nam châm vĩnh cửu dùng cho động cơ xe điện tại bang Texas, Mỹ, đồng thời triển khai thẩm định để đưa linh kiện này vào động cơ EV. Động thái này là một phần trong kế hoạch xây dựng chuỗi cung ứng nội địa cho các linh kiện cốt lõi của xe điện.

Theo CleanTechnica, GM đang hình thành chuỗi cung ứng khép kín cùng MP Materials, bao gồm khai thác và tinh luyện đất hiếm, sản xuất nam châm, cũng như phát triển động cơ điện.

Nam châm vĩnh cửu là bộ phận then chốt, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và mật độ công suất của động cơ xe điện. Hiện GM chủ yếu sử dụng động cơ nam châm vĩnh cửu với nam châm đặt trong rôto. Trong cấu hình này, từ trường quay do stato tạo ra sẽ tương tác với nam châm trong rôto để sinh mô-men xoắn.

Ưu điểm của cấu trúc này là hiệu suất cao, mật độ công suất lớn, giúp tăng quãng đường vận hành, cải thiện khả năng vận hành của xe điện và tối ưu không gian bố trí. Tuy nhiên, nam châm dùng trên ôtô phải chịu nhiệt độ cao, rung động và các tác động cơ học nhưng vẫn phải duy trì hiệu năng ổn định, nên việc sản xuất hàng loạt không hề đơn giản.

GM cho biết hãng đã chuyển thiết kế nam châm trong động cơ từ dạng nguyên khối sang dạng phân mảnh nhằm giảm tích tụ nhiệt và hạn chế thất thoát năng lượng, từ đó nâng hiệu suất.

Mối hợp tác giữa hai bên được khởi động từ năm 2021, khi GM ký hợp đồng cung ứng dài hạn với MP Materials. Thời điểm đó, MP Materials vận hành mỏ Mountain Pass ở bang California, cơ sở khai thác và tinh luyện đất hiếm quy mô lớn duy nhất đang hoạt động tại Bắc Mỹ, đồng thời theo đuổi chiến lược xây dựng mảng kinh doanh nam châm theo chuỗi tích hợp.

Trong hợp tác này, GM là một trong những khách hàng ôtô đầu tiên của cơ sở Independence tại Fort Worth, bang Texas.

Theo GM, việc tham gia từ sớm giúp hãng xác lập nhu cầu ngay từ giai đoạn đầu, phối hợp kế hoạch dài hạn và hỗ trợ quá trình đầu tư, công nghiệp hóa cũng như sản xuất hàng loạt thông qua sự phối hợp giữa các nhóm kỹ thuật của hai bên. Dù phải mất nhiều năm mới có lô nam châm đầu tiên, GM cho biết hãng vẫn quyết định hợp tác do đánh giá cao tầm quan trọng của chuỗi cung ứng, cùng chiến lược và năng lực công nghệ của MP Materials.

Sau 5 năm kể từ khi ký thỏa thuận, MP Materials hiện đã sản xuất nam châm dùng cho ôtô tại cơ sở Independence. Trong khi đó, GM đang thử nghiệm và thẩm định loại nam châm này cho động cơ xe điện tại trung tâm nghiên cứu ở Pontiac, bang Michigan.

Theo GM, mối hợp tác này kết nối toàn bộ chuỗi giá trị, từ khai thác và tinh luyện đất hiếm ở California, sản xuất nam châm tại Texas đến phát triển và thẩm định động cơ ở Michigan. Hãng xem đây là ví dụ cho chiến lược sản xuất và thu mua ngay tại địa phương, tức ưu tiên tìm nguồn cung linh kiện gần khu vực sản xuất.

GM cho biết kinh nghiệm phát triển nam châm và động cơ điện của hãng đã được tích lũy qua nhiều thập kỷ. Đội ngũ nghiên cứu của công ty từng dẫn dắt quá trình phát triển quy trình sản xuất nam châm vĩnh cửu hiệu năng cao trên nền neodymium từ đầu những năm 1980.

Về sau, Chevrolet Volt thế hệ đầu tiên đã cải thiện hiệu năng của động cơ nam châm vĩnh cửu trên xe hybrid. Các mẫu kế tiếp áp dụng bố trí nam châm hình chữ V kép nhằm tăng mô-men xoắn, đồng thời giảm tiếng ồn và rung động. Mẫu Chevrolet Volt EV thế hệ đầu tiên cũng góp phần đưa công nghệ động cơ nam châm vĩnh cửu vào các dòng xe điện phổ thông có khả năng di chuyển đường dài.

GM nhấn mạnh rằng hợp tác với MP Materials được xây dựng trên nền tảng hơn 30 năm kinh nghiệm phát triển động cơ điện và đổi mới công nghệ nam châm. Theo hãng, để củng cố chuỗi cung ứng, doanh nghiệp không chỉ cần tối ưu chi phí giao dịch mà còn phải thiết lập quan hệ hợp tác dài hạn với các nhà cung cấp đủ năng lực và đưa ra quyết định đầu tư ngay cả khi một số khâu vẫn còn nhiều bất định.

GM đánh giá hợp tác với MP Materials đang trở thành một ví dụ điển hình cho nỗ lực nội địa hóa chuỗi cung ứng tại Mỹ, từ nguyên liệu đất hiếm đến nam châm và động cơ điện, trên nền tảng sản xuất thực tế.