Weens voorsieningsketting- en omgewingskwessies werk Tesla se kragbronafdeling hard om seldsame aardmagnete van motors te verwyder en soek alternatiewe oplossings.
Tesla het nog nie 'n heeltemal nuwe magneetmateriaal uitgevind nie, so dit kan met bestaande tegnologie klaarkom, waarskynlik met goedkoop en maklik vervaardigde ferriet.
Deur ferrietmagnete noukeurig te posisioneer en ander aspekte van motorontwerp aan te pas, kan baie prestasie-aanwysers vanseldsame aardedryfmotors kan gerepliseer word.In hierdie geval neem die gewig van die motor net met ongeveer 30% toe, wat 'n klein verskil kan wees in vergelyking met die algehele gewig van die motor.
4. Nuwe magneetmateriaal moet die volgende drie basiese eienskappe hê: 1) hulle moet magnetisme hê;2) Gaan voort om magnetisme in die teenwoordigheid van ander magnetiese velde te handhaaf;3) Kan hoë temperature weerstaan.
Volgens Tencent Technology News het elektriese voertuigvervaardiger Tesla verklaar dat seldsame aardelemente nie meer in sy motormotors gebruik sal word nie, wat beteken dat Tesla se ingenieurs hul kreatiwiteit ten volle sal moet loslaat om alternatiewe oplossings te vind.
Verlede maand het Elon Musk die "Derde Deel van die Meesterplan" by 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 bestuurder in Tesla se kragbronafdeling, het aangekondig dat sy span seldsame aardmagnete van motors verwyder weens voorsieningskettingkwessies en die beduidende negatiewe impak van die vervaardiging van seldsame aardmagnete.
Om hierdie doel te bereik, het Campbell twee skyfies aangebied wat drie geheimsinnige materiale behels wat slim benoem is as seldsame aarde 1, seldsame aarde 2 en seldsame aarde 3. Die eerste skyfie verteenwoordig Tesla se huidige situasie, waar die hoeveelheid seldsame aardes wat deur die maatskappy in elke voertuig gebruik word wissel 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.Wanneer 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 wat meer as 2000 kilogram weeg, sowel as baie ander dinge van industriële robotte tot vegvliegtuie kan beweeg.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 dalk net 'n paar geleenthede om nuwe besigheidsmagnete te bekom."NIron Magnets is een van die min nuwe ondernemings wat die volgende geleentheid probeer aangryp.
Blackburn en ander meen dit is meer waarskynlik dat Tesla besluit het om met 'n veel minder kragtige magneet klaar te kom.Onder baie moontlikhede is die mees voor die hand liggende kandidaat ferriet: 'n keramiek wat uit yster en suurstof bestaan, gemeng met 'n klein hoeveelheid metaal soos strontium.Dit is sowel goedkoop as maklik om te vervaardig, en sedert die 1950's word yskasdeure regoor die wêreld op hierdie manier vervaardig.
Maar in terme van volume is die magnetisme van ferriet slegs een tiende van dié van neodymiummagnete, wat nuwe vrae laat ontstaan.Elon Musk, uitvoerende hoof van Tesla, was nog altyd daarvoor bekend dat hy kompromisloos is, maar as Tesla na ferriet wil oorskakel, blyk dit dat sekere 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 aandryf.Dit is nie toevallig dat beide Tesla Company en die magnetiese eenheid "Tesla" na dieselfde persoon vernoem is nie.Wanneer elektrone deur die spoele in 'n motor vloei, genereer hulle 'n elektromagnetiese veld wat die teenoorgestelde magnetiese krag aandryf, wat veroorsaak dat die motor se as saam met die wiele draai.
Vir die agterwiele van Tesla-motors word hierdie kragte verskaf deur motors met permanente magnete, 'n vreemde materiaal met 'n stabiele magneetveld en geen stroomtoevoer nie, danksy die slim spin van elektrone om atome.Tesla het eers sowat vyf jaar gelede hierdie magnete by motors begin voeg, om die reeks te vergroot en wringkrag te verhoog sonder om die battery op te gradeer.Voor dit het die maatskappy induksiemotors gebruik wat rondom elektromagnete vervaardig is, wat magnetisme opwek deur elektrisiteit te verbruik.Dié modelle wat met voormotors toegerus is, gebruik steeds hierdie modus.
Tesla se skuif om seldsame aardes en magnete te laat vaar, lyk 'n bietjie vreemd.Motormaatskappye is dikwels behep met doeltreffendheid, veral in die geval van elektriese voertuie, waar hulle steeds probeer om bestuurders te oorreed om hul vrees vir afstand te oorkom.Maar namate motorvervaardigers die produksieskaal van elektriese voertuie begin uitbrei, duik baie projekte wat voorheen as te ondoeltreffend beskou is, weer op.
Dit het motorvervaardigers, insluitend Tesla, aangespoor om meer motors te vervaardig wat litium-ysterfosfaat (LFP)-batterye gebruik.In vergelyking met batterye wat elemente soos kobalt en nikkel bevat, het hierdie modelle dikwels 'n korter reikafstand.Dit is 'n ouer tegnologie met groter gewig en laer bergingskapasiteit.Tans het die Model 3 wat deur laespoedkrag aangedryf word 'n reikafstand van 272 myl (ongeveer 438 kilometer), terwyl die afgeleë Model S toegerus met meer gevorderde batterye 400 myl (640 kilometer) kan bereik.Die gebruik van litium-ysterfosfaatbatterye kan egter 'n meer sinvolle besigheidskeuse wees, omdat dit die gebruik van duurder en selfs polities riskante materiale vermy.
Dit is egter onwaarskynlik dat Tesla magnete bloot met iets erger, soos ferriet, sal vervang sonder om enige ander veranderinge aan te bring.Alaina Vishna, fisikus van die Universiteit van Uppsala, het gesê: "Jy sal 'n groot magneet in jou motor dra.Gelukkig is elektriese motors redelik komplekse 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 materiaalmaatskappy Proterial onlangs vasgestel dat baie prestasie-aanwysers van seldsame aard-aandrywingmotors herhaal kan word deur ferrietmagnete noukeurig te posisioneer en ander aspekte van motorontwerp aan te pas.In hierdie geval neem die gewig van die motor net met ongeveer 30% toe, wat 'n klein verskil kan wees in vergelyking met die algehele gewig van die motor.
Ten spyte van hierdie hoofpyne, het motormaatskappye steeds baie redes om seldsame aarde-elemente te laat vaar, mits hulle dit kan doen.Die waarde van die hele mark vir seldsame aarde is soortgelyk aan dié van die eiermark in die Verenigde State, en teoreties kan seldsame aarde-elemente wêreldwyd ontgin, verwerk en in magnete omskep word, maar in werklikheid bied hierdie prosesse baie uitdagings.
Mineraalontleder en gewilde seldsame aarde waarnemingsblogger Thomas Krumer het gesê: “Dit is 'n $10 miljard-industrie, 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 al bevat hulle net 'n paar kilogram van hierdie stof, beteken die verwydering daarvan dat motors nie meer kan hardloop nie, tensy jy bereid is om die hele enjin te herontwerp
Die Verenigde State en Europa probeer om hierdie voorsieningsketting te diversifiseer.Die Kaliforniese seldsame aardmyne, wat in die vroeë 21ste eeu gesluit is, het onlangs heropen en verskaf tans 15% van die wêreld se seldsame aardbronne.In die Verenigde State moet regeringsagentskappe (veral die Departement van Verdediging) kragtige magnete vir toerusting soos vliegtuie en satelliete verskaf, en hulle is entoesiasties om binnelands en in streke soos Japan en Europa in voorsieningskettings te belê.Maar met inagneming van koste, vereiste tegnologie en omgewingskwessies, is dit 'n stadige proses wat vir etlike jare of selfs dekades kan duur.
Postyd: Mei-11-2023