På grund af forsyningskæden og miljøspørgsmål arbejder Teslas drivlinjeafdeling hårdt for at fjerne sjældne jordmagneter fra motorer og leder efter alternative løsninger.
Tesla har endnu ikke opfundet et helt nyt magnetmateriale, så det kan være med eksisterende teknologi, sandsynligvis ved hjælp af billig og let fremstillet ferrit.
Ved omhyggeligt at placere ferritmagneter og justere andre aspekter af motorisk design, mange præstationsindikatorer forSjælden jordDrivmotorer kan replikeres. I dette tilfælde øges motorens vægt kun med ca. 30%, hvilket kan være en lille forskel sammenlignet med bilens samlede vægt.
4. Nye magnetmaterialer skal have følgende tre grundlæggende egenskaber: 1) De skal have magnetisme; 2) fortsæt med at opretholde magnetisme i nærvær af andre magnetiske felter; 3) Kan modstå høje temperaturer.
Ifølge Tencent Technology News har producent af elektrisk køretøj Tesla oplyst, at sjældne jordelementer ikke længere vil blive brugt i sine bilmotorer, hvilket betyder, at Teslas ingeniører bliver nødt til fuldt ud at løsne deres kreativitet i at finde alternative løsninger.
Sidste måned frigav Elon Musk den "tredje del af masterplanen" ved Tesla Investor Day -begivenheden. Blandt dem er der en lille detalje, der har forårsaget en fornemmelse inden for fysikområdet. Colin Campbell, en seniorchef i Teslas drivlinjeafdeling, meddelte, at hans team fjerner sjældne jordmagneter fra motorer på grund af forsyningskæden og den betydelige negative indvirkning af at producere sjældne jordmagneter.
For at nå dette mål præsenterede Campbell to lysbilleder, der involverede tre mystiske materialer, der var klogt mærket som sjælden jord 1, sjælden jord 2, og sjælden jord 3. Det første lysbillede repræsenterer Teslas nuværende situation, hvor mængden af sjældne jordarter, der bruges af virksomheden i hvert køretøj, spænder fra et halvt kilogram til 10 gram. På det andet lysbillede er brugen af alle sjældne jordelementer reduceret til nul.
For magnetologer, der studerer den magiske kraft genereret ved elektronisk bevægelse i visse materialer, er identiteten af sjælden jord 1 let genkendelig, hvilket er neodym. Når det føjes til almindelige elementer som jern og bor, kan dette metal hjælpe med at skabe en stærk, altid på magnetfelt. Men få materialer har denne kvalitet, og endnu færre sjældne jordelementer genererer magnetiske felter, der kan flytte Tesla -biler, der vejer over 2000 kg, såvel som mange andre ting fra industrielle robotter til jagerfly. Hvis Tesla planlægger at fjerne Neodymium og andre sjældne jordelementer fra motoren, hvilken magnet vil den i stedet bruge?
For fysikere er en ting sikker: Tesla opfandt ikke en helt ny type magnetisk materiale. Andy Blackburn, administrerende vicepræsident for strategi hos Niron Magnets, sagde: "På over 100 år har vi måske kun et par muligheder for at erhverve nye forretningsmagneter." Niron Magnets er en af de få startups, der prøver at gribe den næste mulighed.
Blackburn og andre mener, at det er mere sandsynligt, at Tesla har besluttet at gøre med en meget mindre kraftfuld magnet. Blandt mange muligheder er den mest åbenlyse kandidat ferrit: en keramik sammensat af jern og ilt blandet med en lille mængde metal såsom strontium. Det er både billigt og let at fremstille, og siden 1950'erne er køleskabsdøre rundt om i verden fremstillet på denne måde.
Men med hensyn til volumen er ferritmagnetismen kun en tiendedel af neodymmagneter, der rejser nye spørgsmål. Tesla CEO Elon Musk har altid været kendt for at være kompromisløs, men hvis Tesla skal skifte til ferrit, ser det ud til, at der skal gøres nogle indrømmelser.
Det er let at tro, at batterier er kraften i elektriske køretøjer, men i virkeligheden er det elektromagnetisk kørsel, der driver elektriske køretøjer. Det er ikke tilfældigt, at både Tesla Company og den magnetiske enhed "Tesla" er opkaldt efter den samme person. Når elektroner strømmer gennem spolerne i en motor, genererer de et elektromagnetisk felt, der driver den modsatte magnetiske kraft, hvilket får motorens skaft til at rotere med hjulene.
Til baghjulene på Tesla -biler leveres disse kræfter af motorer med permanente magneter, et underligt materiale med et stabilt magnetfelt og ingen nuværende input takket være den smarte spin af elektroner omkring atomer. Tesla begyndte først at tilføje disse magneter til biler for omkring fem år siden for at udvide rækkevidde og øge drejningsmomentet uden at opgradere batteriet. Før dette anvendte virksomheden induktionsmotorer, der er fremstillet omkring elektromagneter, som genererer magnetisme ved at forbruge elektricitet. Disse modeller udstyret med frontmotorer bruger stadig denne tilstand.
Teslas flytning for at opgive sjældne jordarter og magneter virker lidt underligt. Bilselskaber er ofte besat af effektivitet, især i tilfælde af elektriske køretøjer, hvor de stadig prøver at overtale chauffører til at overvinde deres frygt for rækkevidde. Men da bilproducenter begynder at udvide produktionsskalaen for elektriske køretøjer, er mange projekter, der tidligere blev betragtet som for ineffektive, genopstået.
Dette har fået bilproducenter, herunder Tesla, til at producere flere biler ved hjælp af lithiumjernphosphat (LFP) batterier. Sammenlignet med batterier, der indeholder elementer såsom kobolt og nikkel, har disse modeller ofte kortere rækkevidde. Dette er en ældre teknologi med større vægt og lavere opbevaringskapacitet. På nuværende tidspunkt har Model 3, der er drevet af lavhastighedseffekten, en rækkevidde på 272 miles (ca. 438 kilometer), mens de fjerntliggende Model S udstyret med mere avancerede batterier kan nå 400 miles (640 kilometer). Imidlertid kan brugen af lithiumjernphosphatbatteri være et mere fornuftigt forretningsvalg, fordi det undgår brugen af dyrere og endda politisk risikable materialer.
Imidlertid er det usandsynligt, at Tesla blot vil erstatte magneter med noget værre, såsom ferrit, uden at foretage andre ændringer. University of Uppsala -fysiker Alaina Vishna sagde: ”Du vil bære en enorm magnet i din bil. Heldigvis er elektriske motorer ganske komplekse maskiner med mange andre komponenter, der teoretisk kan omarrangeres for at reducere virkningen af at bruge svagere magneter.
I computermodeller bestemte Material Company Proterial for nylig, at mange præstationsindikatorer for sjældne Earth Drive Motors kan replikeres ved omhyggeligt placering af ferritmagneter og justere andre aspekter af motorisk design. I dette tilfælde øges motorens vægt kun med ca. 30%, hvilket kan være en lille forskel sammenlignet med bilens samlede vægt.
På trods af disse hovedpine har bilfirmaer stadig mange grunde til at opgive sjældne jordelementer, forudsat at de kan gøre det. Værdien af hele det sjældne jordmarked ligner værdien af ægmarkedet i USA, og teoretisk set kan sjældne jordelementer udvindes, forarbejdes og konverteres til magneter over hele verden, men i virkeligheden udgør disse processer mange udfordringer.
Mineralanalytiker og populær sjældne jordobservationsblogger Thomas Krumer sagde: ”Dette er en industri på 10 milliarder dollars, men værdien af produkter, der oprettes hvert år, spænder fra $ 2 billioner til $ 3 billioner, hvilket er en enorm håndtag. Det samme gælder for biler. Selv hvis de kun indeholder et par kg af dette stof, betyder det at fjerne dem, at biler ikke længere kan køre, medmindre du er villig til at redesigne hele motoren
De Forenede Stater og Europa forsøger at diversificere denne forsyningskæde. De sjældne jordminer i Californien, der blev lukket i det tidlige 21. århundrede, er for nylig åbnet igen og leverer i øjeblikket 15% af verdens sjældne jordressourcer. I USA er regeringsorganer (især forsvarsdepartementet) nødt til at levere kraftfulde magneter til udstyr som fly og satellitter, og de er begejstrede for at investere i forsyningskæder indenlandske og i regioner som Japan og Europa. Men i betragtning af omkostninger, krævede teknologi og miljøspørgsmål er dette en langsom proces, der kan vare i flere år eller endda årtier.
Posttid: maj-11-2023