As gevolg van die verskaffingsketting en omgewingsprobleme, werk Tesla se drywingsafdeling hard om skaars aardmagnete uit motors te verwyder en is hy op soek na alternatiewe oplossings.
Tesla het nog nie 'n heeltemal nuwe magneetmateriaal uitgevind nie, en dit kan ook met bestaande tegnologie te make hê, wat waarskynlik goedkoop en maklik vervaardigde ferriet gebruik.
Deur ferrietmagnete noukeurig te posisioneer en ander aspekte van motoriese ontwerp aan te pas, is baie prestasie -aanwysers vanskaars aardeDrive -motors kan herhaal word. In hierdie geval neem die gewig van die motor slegs met ongeveer 30%toe, wat 'n klein verskil kan wees in vergelyking met die totale gewig van die motor.
4. Nuwe magneetmateriaal moet die volgende drie basiese eienskappe hê: 1) hulle moet magnetisme hê; 2) Gaan voort om magnetisme te handhaaf in die teenwoordigheid van ander magnetiese velde; 3) kan hoë temperature weerstaan.
Volgens Tencent Technology News het Tesla, vervaardiger van elektriese voertuie, gesê dat seldsame aardelemente nie meer in sy motormotors gebruik sal word nie, wat beteken dat die ingenieurs van Tesla hul kreatiwiteit ten volle moet ontketen om alternatiewe oplossings te vind.
Verlede maand het Elon Musk die “derde deel van die meesterplan” tydens die Tesla Investor Day -geleentheid vrygestel. Onder hulle is daar 'n klein detail wat 'n sensasie op die gebied van fisika veroorsaak het. Colin Campbell, 'n senior uitvoerende beampte in Tesla se afdeling vir kragstropers, het aangekondig dat sy span skaars aardmagnete uit motors verwyder weens kwessies oor voorsieningsketting en die beduidende negatiewe impak van die vervaardiging van seldsame aardmagnete.
Om hierdie doel te bereik, het Campbell twee skyfies aangebied waarby drie geheimsinnige materiale betrokke was wat slim gemerk is as Rare Earth 1, Rare Earth 2 en Rare Earth 3. Die eerste skyfie verteenwoordig Tesla se huidige situasie, waar die hoeveelheid skaars aarde wat deur die onderneming in elke voertuig gebruik word, van 'n halwe kilogram tot 10 gram. Op die tweede skyfie is die gebruik van alle seldsame aardelemente tot nul verminder.
Vir magnetoloë wat die magiese krag bestudeer wat deur elektroniese beweging in sekere materiale gegenereer word, is die identiteit van seldsame aarde 1 maklik herkenbaar, wat neodymium is. As dit by algemene elemente soos yster en boor gevoeg word, kan hierdie metaal help om 'n sterk, altyd op magnetiese veld te skep. Maar min materiale het hierdie kwaliteit, en selfs minder seldsame aardelemente genereer magnetiese velde wat Tesla -motors kan beweeg wat meer as 2000 kilogram weeg, sowel as baie ander dinge van industriële robotte tot vegvliegtuie. As Tesla beplan om Neodymium en ander seldsame aardelemente uit die motor te verwyder, watter magneet sal dit eerder gebruik?
Vir fisici is een ding seker: Tesla het nie 'n heeltemal nuwe soort magnetiese materiaal uitgevind nie. Andy Blackburn, uitvoerende vise -president van Strategie by Niron Magnets, het gesê: "Oor meer as 100 jaar het ons miskien slegs 'n paar geleenthede om nuwe sakemagnete te bekom." Niron Magnets is een van die min startups wat die volgende geleentheid probeer benut.
Blackburn en ander glo dat dit waarskynliker is dat Tesla besluit het om met 'n baie minder kragtige magneet te doen. Onder baie moontlikhede is die mees voor die hand liggende kandidaat ferriet: 'n keramiek wat bestaan uit yster en suurstof, gemeng met 'n klein hoeveelheid metaal soos strontium. Dit is goedkoop en maklik om te vervaardig, en sedert die 1950's is yskasdeure regoor die wêreld op hierdie manier vervaardig.
Maar wat die volume betref, is die magnetisme van ferriet slegs een tiende dié van Neodymium -magnete, wat nuwe vrae laat ontstaan. Elon Musk, uitvoerende hoof van Tesla, was nog altyd bekend daarvoor dat hy onomwonde was, maar as Tesla na ferriet moet skuif, lyk dit of daar toegewings gemaak moet word.
Dit is maklik om te glo dat batterye die krag van elektriese voertuie is, maar in werklikheid is dit elektromagnetiese bestuur wat elektriese voertuie bestuur. Dit is nie toevallig dat beide Tesla Company en die magnetiese eenheid “Tesla” na dieselfde persoon vernoem is nie. As elektrone deur die spoele in 'n motor vloei, genereer hulle 'n elektromagnetiese veld wat die teenoorgestelde magnetiese krag dryf, wat veroorsaak dat die motor se as met die wiele draai.
Vir die agterwiele van Tesla -motors word hierdie kragte voorsien deur motors met permanente magnete, 'n vreemde materiaal met 'n stabiele magnetiese veld en geen huidige inset nie, danksy die slim draai van elektrone rondom atome. Tesla het ongeveer vyf jaar gelede eers hierdie magnete by motors gevoeg om die reeks te verleng en die wringkrag te verhoog sonder om die battery op te gradeer. Voorheen het die maatskappy induksiemotors gebruik wat rondom elektromagnete vervaardig is, wat magnetisme opwek deur elektrisiteit te verbruik. Die modelle wat met voorste motors toegerus is, gebruik steeds hierdie modus.
Tesla se beweging om skaars aarde en magnete te laat vaar, lyk 'n bietjie vreemd. Motorondernemings is dikwels behep met doeltreffendheid, veral in die geval van elektriese voertuie, waar hulle steeds probeer om bestuurders te oorreed om hul vrees vir die reeks te oorkom. Maar namate motorvervaardigers die produksiekaal van elektriese voertuie begin uitbrei, word baie projekte wat voorheen as te ondoeltreffend beskou is, weer opduik.
Dit het daartoe gelei dat motorvervaardigers, insluitend Tesla, meer motors vervaardig met behulp van litium ysterfosfaat (LFP) batterye. In vergelyking met batterye wat elemente soos kobalt en nikkel bevat, het hierdie modelle dikwels 'n korter omvang. Dit is 'n ouer tegnologie met 'n groter gewig en 'n laer opbergkapasiteit. Op die oomblik het die Model 3 wat met 'n lae snelheidskrag aangedryf word, 'n reeks van 272 myl (ongeveer 438 kilometer), terwyl die afgeleë Model S met meer gevorderde batterye 400 myl (640 kilometer) kan bereik. Die gebruik van litium ysterfosfaatbattery kan egter 'n meer sinvolle keuse wees, omdat dit die gebruik van duurder en selfs polities riskante materiale vermy.
Dit is egter onwaarskynlik dat Tesla eenvoudig magnete vervang met iets erger, soos ferriet, sonder om enige ander veranderinge aan te bring. Alaina Vishna, fisikus van die Universiteit van Uppsala, het gesê: 'U sal 'n groot magneet in u motor dra. Gelukkig is elektriese motors redelik ingewikkelde masjiene met baie ander komponente wat teoreties herrangskik kan word om die impak van die gebruik van swakker magnete te verminder.
In rekenaarmodelle het die materiële maatskappy Proterial onlangs bepaal dat baie prestasie -aanwysers van seldsame aardaangedrewe motors gerepliseer kan word deur ferrietmagnete noukeurig te posisioneer en ander aspekte van motoriese ontwerp aan te pas. In hierdie geval neem die gewig van die motor slegs met ongeveer 30%toe, wat 'n klein verskil kan wees in vergelyking met die totale gewig van die motor.
Ondanks hierdie hoofpyn, het motorondernemings steeds baie redes om seldsame aardelemente te laat vaar, mits hulle dit kan doen. Die waarde van die hele seldsame aardmark is soortgelyk aan dié van die eiermark in die Verenigde State, en teoreties kan seldsame aarde -elemente ontgin, verwerk en omgeskakel word in magnete wêreldwyd, maar in werklikheid bied hierdie prosesse baie uitdagings.
Minerale ontleder en gewilde seldsame aardwaarnemingsblogger Thomas Krumer het gesê: 'Dit is 'n industrie van $ 10 miljard, maar die waarde van produkte wat elke jaar geskep word, wissel van $ 2 triljoen tot $ 3 triljoen, wat 'n groot hefboom is. Dieselfde geld vir motors. Selfs as hulle slegs 'n paar kilogram van hierdie stof bevat, beteken dit dat motors nie meer kan hardloop nie, tensy u die hele motor kan verwerp
Die Verenigde State en Europa probeer hierdie verskaffingsketting diversifiseer. Die Kaliforniese seldsame aardmyne, wat in die vroeë 21ste eeu gesluit is, het onlangs heropen en lewer tans 15% van die wêreld se seldsame aardbronne. In die Verenigde State moet regeringsinstansies (veral die Departement van Verdediging) kragtige magnete voorsien vir toerusting soos vliegtuie en satelliete, en hulle is entoesiasties om binnelands in voorsieningskettings te belê en in streke soos Japan en Europa. Maar met inagneming van koste, vereiste tegnologie en omgewingskwessies, is dit 'n stadige proses wat 'n paar jaar of selfs dekades kan duur.
Postyd: Mei-11-2023