Toimitusketju- ja ympäristökysymysten takia Teslan voimansiirtoosasto pyrkii poistamaan harvinaisten maametallien magneetteja moottoreista ja etsii vaihtoehtoisia ratkaisuja.
Tesla ei ole vielä keksinyt täysin uutta magneettimateriaalia, joten se voi tehdä olemassa olevan tekniikan kanssa, todennäköisesti käyttäen halpaa ja helposti valmistettua ferriittiä.
Sijoittamalla huolellisesti ferriittimagneetit ja säätämällä moottorin suunnittelun muita näkökohtia, monet suorituskyvyn indikaattoritharvinainen maametalliAjamoottorit voidaan toistaa. Tässä tapauksessa moottorin paino kasvaa vain noin 30%, mikä voi olla pieni ero verrattuna auton kokonaispainoon.
4. Uusilla magneettimateriaaleilla on oltava seuraavat kolme perusominaisuutta: 1) niillä on oltava magneettisuus; 2) jatkaa magneettisuuden ylläpitämistä muiden magneettikenttien läsnä ollessa; 3) kestää korkeita lämpötiloja.
Tencent Technology News -lehden mukaan sähköajoneuvojen valmistaja Tesla on todennut, että harvinaisten maametallien elementtejä ei enää käytetä automoottoreissaan, mikä tarkoittaa, että Teslan insinöörien on vapautettava luovuutensa täysin vaihtoehtoisten ratkaisujen löytämisessä.
Viime kuussa Elon Musk julkaisi ”kolmannen osan yleissuunnitelmasta” Tesla Investor Day -tapahtumassa. Niistä on pieni yksityiskohta, joka on aiheuttanut sensaation fysiikan alalla. Colin Campbell, Teslan voimansiirtoosaston vanhempi johtaja, ilmoitti, että hänen tiiminsä poistaa harvinaisia maametallimagneetit moottorista toimitusketjun ongelmien ja harvinaisten maametallimagneetien tuottamisen merkittävien kielteisten vaikutusten vuoksi.
Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Campbell esitteli kaksi dioa, joihin osallistui kolme salaperäistä materiaalia, jotka on taitava merkitty harvinaiseksi Maalle 1, harvinaisesta maasta 2 ja harvinaisesta maasta 3. Ensimmäinen liuku edustaa Teslan nykyistä tilannetta, jossa yrityksen käyttämät harvinaisten maametallien määrä vaihtelee puoleen kilogrammasta 10 grammaan. Toisessa diossa kaikkien harvinaisten maametallien elementtien käyttö on pelkistetty nollaan.
Magnetologeille, jotka tutkivat elektronisen liikkeen tuottamaa maagista voimaa tietyissä materiaaleissa, harvinaisten maametallien identiteetti 1 on helposti tunnistettavissa, joka on neodyymi. Kun lisätään yleisiä elementtejä, kuten rautaa ja booria, tämä metalli voi auttaa luomaan vahvan, aina magneettikentän. Mutta harvoilla materiaaleilla on tämä laatu, ja vielä vähemmän harvinaisten maametallien elementit tuottavat magneettikenttiä, jotka voivat siirtää Tesla -autoja, jotka painavat yli 2000 kiloa, samoin kuin monia muita asioita teollisuusroboteista hävittäjälentokoneisiin. Jos Tesla aikoo poistaa neodyymin ja muut harvinaiset maametallit moottorista, mitä magneettia se sen sijaan käyttää?
Fyysikoille yksi asia on varma: Tesla ei keksinyt täysin uuden tyyppistä magneettista materiaalia. Niren magneetien strategian varatoimitusjohtaja Andy Blackburn sanoi: "Yli 100 vuoden aikana meillä voi olla vain muutamia mahdollisuuksia hankkia uusia yritysmagneeteja." Niron -magneetit on yksi harvoista startupista, jotka yrittävät tarttua seuraavaan tilaisuuteen.
Blackburn ja muut uskovat, että on todennäköisempää, että Tesla on päättänyt tehdä paljon vähemmän voimakkaan magneetin kanssa. Monien mahdollisuuksien joukossa ilmeisin ehdokas on ferriitti: raudasta ja hapesta koostuva keraaminen, sekoitettuna pieneen määrään metallia, kuten strontiumia. Se on sekä halpaa että helppo valmistaa, ja 1950 -luvulta lähtien jääkaappiovet ympäri maailmaa on valmistettu tällä tavalla.
Mutta tilavuuden kannalta ferriitin magnetismi on vain yksi kymmenesosa neodyymimagneeteista, jotka herättävät uusia kysymyksiä. Teslan toimitusjohtaja Elon Musk on aina ollut tunnettu tinkimättömästä, mutta jos Teslan on tarkoitus siirtyä Ferriittiin, näyttää siltä, että joitain myönnytyksiä on tehtävä.
On helppo uskoa, että paristot ovat sähköajoneuvojen voimaa, mutta todellisuudessa sähkömagneettinen ajo ajaa sähköajoneuvoja. Ei ole sattumaa, että sekä Tesla Company että magneettinen yksikkö “Tesla” on nimetty saman henkilön mukaan. Kun elektronit virtaavat kelojen läpi moottorissa, ne tuottavat sähkömagneettisen kentän, joka ajaa vastakkaista magneettista voimaa, aiheuttaen moottorin akselin pyörivän pyörillä.
Tesla -autojen takapyörille nämä voimat tarjoavat moottorit, joissa on pysyviä magneetit, outo materiaali, jolla on vakaa magneettikenttä ja ilman nykyistä tuloa, atomien ympärillä olevien elektronien taitavan spinin ansiosta. Tesla aloitti näiden magneettien lisäämisen vain noin viisi vuotta sitten alueen laajentamiseksi ja vääntömomentin lisäämiseksi päivittämättä akkua. Tätä ennen yritys käytti sähkömagneettien ympärillä valmistettuja induktiomoottoreita, jotka tuottavat magnetismia kuluttamalla sähköä. Ne etumoottoreilla varustetut mallit käyttävät edelleen tätä tilaa.
Teslan siirtyminen hylätä harvinaiset maametallit ja magneettit vaikuttavat hiukan omituisilta. Autoyritykset ovat usein pakkomielle tehokkuudesta, etenkin sähköajoneuvojen tapauksessa, joissa he yrittävät edelleen saada kuljettajat voittamaan pelkonsa alueesta. Mutta kun autonvalmistajat alkavat laajentaa sähköajoneuvojen tuotantoasteikkoa, monet aikaisemmin liian tehottomat projektit ovat pinnoitettuja.
Tämä on saanut autonvalmistajat, mukaan lukien Tesla, tuottamaan lisää autoja käyttämällä litiumrautafosfaatti -akkuja. Verrattuna paristoihin, jotka sisältävät elementtejä, kuten kobolttia ja nikkeliä, näillä malleilla on usein lyhyempi alue. Tämä on vanhempi tekniikka, jolla on suurempi paino ja alhaisempi säilytyskapasiteetti. Tällä hetkellä mallin 3, joka saa hitaasti voimakkuuden, etäisyys on 272 mailia (noin 438 kilometriä), kun taas edistyneemmillä paristoilla varustettu etämalli S voi saavuttaa 400 mailia (640 kilometriä). Litiumrautafosfaatti -akun käyttö voi kuitenkin olla järkevämpi liiketoiminnan valinta, koska se välttää kalliimpien ja jopa poliittisesti riskialttiiden materiaalien käyttöä.
Tesla ei kuitenkaan todennäköisesti yksinkertaisesti korvaa magneetteja jollain pahemmalla, kuten ferriittillä, tekemättä muita muutoksia. Uppsalan yliopiston fyysikko Alaina Vishna sanoi: ”Kuljetat autossa valtavan magneetin. Onneksi sähkömoottorit ovat melko monimutkaisia koneita, joissa on monia muita komponentteja, jotka voidaan teoreettisesti järjestää uudelleen heikompien magneettien käytön vaikutuksen vähentämiseksi.
Tietokonemalleissa materiaaliyrityksen profiili totesi äskettäin, että monet harvinaisten maametallien käyttömoottorien suorituskykyindikaattorit voidaan toistaa sijoittamalla huolellisesti ferriittimagneetit ja säätämällä moottorin suunnittelun muita näkökohtia. Tässä tapauksessa moottorin paino kasvaa vain noin 30%, mikä voi olla pieni ero verrattuna auton kokonaispainoon.
Näistä päänsärkyistä huolimatta autoyrityksillä on edelleen monia syitä hylätä harvinaisten maametallien elementit, mikäli ne voivat tehdä niin. Koko harvinaisten maametallimarkkinoiden arvo on samanlainen kuin Yhdysvaltojen munamarkkinoiden arvo, ja teoreettisesti harvinaisia maametallit voidaan louhia, käsitellä ja muuttaa magneeteiksi maailmanlaajuisesti, mutta todellisuudessa nämä prosessit esittävät monia haasteita.
Mineraalianalyytikko ja suosittu harvinaisten maametallien havaintoblogger Thomas Krumer sanoi: ”Tämä on 10 miljardin dollarin teollisuus, mutta vuosittain luotujen tuotteiden arvo vaihtelee 2 biljoonasta dollarista 3 biljoonaan dollariin, mikä on valtava vipu. Sama pätee autoihin. Vaikka ne sisältävät vain muutaman kilogramman tästä aineesta, niiden poistaminen tarkoittaa, että autot eivät voi enää ajaa, ellet ole valmis suunnittelemaan koko moottorin uudelleen
Yhdysvallat ja Eurooppa yrittävät monipuolistaa tätä toimitusketjua. Kalifornian harvinaisten maametallien kaivokset, jotka suljettiin 2000 -luvun alkupuolella, ovat äskettäin avanneet uudelleen ja toimittavat tällä hetkellä 15% maailman harvinaisista maametalliresursseista. Yhdysvalloissa valtion virastojen (etenkin puolustusministeriön) on tarjottava voimakkaita magneetteja laitteille, kuten lentokoneille ja satelliiteille, ja he ovat innostuneita investoimaan toimitusketjuihin kotimaassa ja alueilla, kuten Japanissa ja Euroopassa. Mutta ottaen huomioon kustannukset, vaadittavat tekniikat ja ympäristökysymykset, tämä on hidas prosessi, joka voi kestää useita vuosia tai jopa vuosikymmeniä.
Viestin aika: toukokuu-11-2023