Kvôli problémom s dodávateľským reťazcom a environmentálnym problémom oddelenie hnacej sústavy spoločnosti Tesla usilovne pracuje na odstránení magnetov vzácnych Zeme z motorov a hľadá alternatívne riešenia.
Spoločnosť Tesla zatiaľ nevymyslela úplne nový magnetický materiál, takže sa môže vyrovnať s existujúcimi technológiami, pravdepodobne s použitím lacného a ľahko vyrobeného feritu.
Starostlivo umiestnením feritových magnetov a úpravou ďalších aspektov dizajnu motora veľa ukazovateľov výkonuvzácna zemDrive Motors je možné replikovať. V tomto prípade sa hmotnosť motora zvyšuje iba asi o 30%, čo môže byť malý rozdiel v porovnaní s celkovou hmotnosťou vozidla.
4. Nové materiály na magnet musia mať tieto tri základné vlastnosti: 1) musia mať magnetizmus; 2) naďalej udržiavať magnetizmus v prítomnosti iných magnetických polí; 3) vydrží vysoké teploty.
Podľa spoločnosti Tencent Technology News, výrobca elektrických vozidiel Tesla uviedol, že prvky vzácnych zemín sa už v motoroch automobilov nepoužívajú, čo znamená, že inžinieri spoločnosti Tesla budú musieť pri hľadaní alternatívnych riešení úplne uvoľniť svoju kreativitu.
Minulý mesiac Elon Musk vydal „tretiu časť hlavného plánu“ na udalosti Tesla Investor Day. Medzi nimi je malý detail, ktorý spôsobil pocit fyziky. Colin Campbell, vedúci pracovník v oddelení pohonných jednotiek spoločnosti Tesla, oznámil, že jeho tím odstraňuje magnety vzácnych Zeme z motorov v dôsledku problémov dodávateľského reťazca a významného negatívneho vplyvu výroby magnetov vzácnych zemín.
Na dosiahnutie tohto cieľa Campbell predstavil dva snímky zahŕňajúce tri záhadné materiály šikovne označené ako Rare Earth 1, Rare Earth 2 a Rare Earth 3. Prvý sklíčko predstavuje súčasnú situáciu Tesly, kde množstvo vzácnych zemín používaných spoločnosťou v každom vozidle sa pohybuje od polovice kilogramu do 10 gramov. Na druhom snímke sa použitie všetkých prvkov vzácnych zemín znížilo na nulu.
Pre magnetológov, ktorí študujú magickú silu generovanú elektronickým pohybom v určitých materiáloch, je identita vzácnej Zeme 1 ľahko rozpoznateľná, čo je neodymia. Keď sa tento kov pridá k bežným prvkom, ako je železo a bór, môže pomôcť vytvoriť silné, vždy na magnetickom poli. Ale málo materiálov má túto kvalitu a ešte menej prvkov vzácnych zemín generuje magnetické polia, ktoré dokážu pohybovať automobilom Tesla s hmotnosťou viac ako 2000 kilogramov, ako aj mnohých ďalších vecí od priemyselných robotov po stíhacie trysky. Ak spoločnosť Tesla plánuje odstrániť z motora neodymium a ďalšie prvky vzácnych zemín, ktorý magnet namiesto toho použije?
Pre fyzikov je istá jedna vec: Tesla nevymyslela úplne nový typ magnetického materiálu. Andy Blackburn, výkonný viceprezident pre stratégiu v spoločnosti Niron Magnets, povedal: „Za viac ako 100 rokov môžeme mať len niekoľko príležitostí na získanie nových obchodných magnetov.“ Niron Magnets je jedným z mála startupov, ktoré sa snažia využiť ďalšiu príležitosť.
Blackburn a iní sa domnievajú, že je pravdepodobnejšie, že sa Tesla rozhodla urobiť s oveľa menej silným magnetom. Medzi mnohými možnosťami je najzreteľnejším kandidátom ferit: keramika zložená zo železa a kyslíka, zmiešaná s malým množstvom kovu, ako je stroncium. Je lacné a ľahko sa vyrábajú a od 50. rokov 20. storočia sa týmto spôsobom vyrábajú dvere chladničky po celom svete.
Ale pokiaľ ide o objem, magnetizmus feritu je iba jednou desatinou magnetov z Neodymia, čo vyvoláva nové otázky. Generálny riaditeľ spoločnosti Tesla Elon Musk bol vždy známy tým, že je nekompromisný, ale ak sa má Tesla presunúť na ferit, zdá sa, že sa musia urobiť niektoré ústupky.
Je ľahké uveriť, že batérie sú silou elektrických vozidiel, ale v skutočnosti je to elektrické vozidlá elektromagnetická jazda. Nie je náhoda, že spoločnosť Tesla a magnetická jednotka „Tesla“ sú pomenované podľa tej istej osoby. Keď elektróny tečú cez cievky v motore, generujú elektromagnetické pole, ktoré poháňa opačnú magnetickú silu, čo spôsobuje, že hriadeľ motora sa otáča kolesami.
Pre zadné kolesá automobilov Tesla sú tieto sily poskytované motormi s trvalými magnetmi, zvláštnym materiálom so stabilným magnetickým poľom a bez prúdu prúdu, a to vďaka šikovnému točeniu elektrónov okolo atómov. Tesla začala pridávať tieto magnety do automobilov iba asi pred piatimi rokmi, aby rozšírila dosah a zvýšila krútiaci moment bez vylepšenia batérie. Predtým spoločnosť použila indukčné motory vyrobené okolo elektromagnetov, ktoré generujú magnetizmus spotrebovaním elektriny. Tieto modely vybavené prednými motormi stále používajú tento režim.
Teslov presun k opusteniu vzácnych zemín a magnetov sa zdá byť trochu zvláštny. Automobilové spoločnosti sú často posadnuté účinnosťou, najmä v prípade elektrických vozidiel, kde sa stále snažia presvedčiť vodičov, aby prekonali strach z rozsahu. Ale keď výrobcovia automobilov začínajú rozširovať výrobnú stupnicu elektrických vozidiel, mnohé projekty, ktoré sa predtým považovali za príliš neefektívne, sa obnovujú.
To podnietilo výrobcov automobilov vrátane Tesla, aby vyrábali viac áut pomocou batérií lítiumfosforečnanu (LFP). V porovnaní s batériami obsahujúcimi prvky, ako je kobalt a nikel, majú tieto modely často kratší rozsah. Jedná sa o staršiu technológiu s vyššou hmotnosťou a nižšou úložnou kapacitou. V súčasnosti má model 3 poháňaný nízkorýchlostnou energiou rozsah 272 míľ (približne 438 kilometrov), zatiaľ čo diaľkový model S vybavenovaný pokročilejšími batériami môže dosiahnuť 400 míľ (640 kilometrov). Používanie batérie fosforečnanu lítium železa však môže byť rozumnejšou voľbou podnikania, pretože sa vyhýba používaniu drahších a dokonca politicky riskantných materiálov.
Je však nepravdepodobné, že Tesla jednoducho nahradí magnety niečím horším, napríklad feritom, bez akýchkoľvek iných zmien. Fyzik University of Uppsala Alaina Vishna povedal: „Vo svojom aute budete mať obrovský magnet. Našťastie sú elektrické motory pomerne zložité stroje s mnohými ďalšími komponentmi, ktoré môžu byť teoreticky usporiadané, aby sa znížil vplyv používania slabších magnetov.
V počítačových modeloch spoločnosť Material Company Proterial nedávno zistila, že mnoho ukazovateľov výkonu motorov Rare Earth Drive Motors je možné replikovať starostlivým umiestnením feritových magnetov a úpravou ďalších aspektov dizajnu motora. V tomto prípade sa hmotnosť motora zvyšuje iba asi o 30%, čo môže byť malý rozdiel v porovnaní s celkovou hmotnosťou vozidla.
Napriek týmto bolesťami bolesti, automobilové spoločnosti majú stále veľa dôvodov na opustenie prvkov vzácnych zemín, ak tak dokážu. Hodnota celého trhu s vzácnymi Zemami je podobná hodnote trhu s vajecmi v Spojených štátoch a teoreticky sa môžu prvky vzácnych zemín ťažiť, spracovať a previesť na magnety na celom svete, ale v skutočnosti tieto procesy predstavujú veľa výziev.
Analytik minerálov a populárny bloger pozorovania vzácnych zemín Thomas Krumer povedal: „Toto je priemysel vo výške 10 miliárd dolárov, ale hodnota produktov vytvorených každý rok sa pohybuje od 2 biliónov dolárov do 3 biliónov dolárov, čo je obrovská páka. To isté platí pre autá. Aj keď obsahujú iba niekoľko kilogramov tejto látky, ich odstránenie znamená, že autá už nemôžu bežať, pokiaľ nie ste ochotní prepracovať celý motor
Spojené štáty a Európa sa snažia diverzifikovať tento dodávateľský reťazec. Kalifornské míny vzácnych zemín, ktoré boli uzavreté začiatkom 21. storočia, sa nedávno znovu otvorili a v súčasnosti dodávajú 15% svetových zdrojov vzácnych zemín. V Spojených štátoch musia vládne agentúry (najmä ministerstvo obrany) poskytovať silné magnety pre vybavenie, ako sú lietadlá a satelity, a sú nadšení investovaním do domácich reťazcov dodávateľských reťazcov a do regiónov ako Japonsko a Európa. Vzhľadom na náklady, požadované technológie a environmentálne problémy je to pomalý proces, ktorý môže trvať niekoľko rokov alebo dokonca desaťročia.
Čas príspevku: máj-11-2023