Из -за цепочки поставок и экологических проблем, трансмиссия Tesla усердно работает над удалением редкоземельных магнитов из двигателей и ищет альтернативные решения.
Tesla еще не изобрела совершенно новый магнитный материал, поэтому он может обойтись с существующей технологией, скорее всего, используя дешевый и легко изготовленный феррит.
Тщательно позиционируя ферритовые магниты и регулируя другие аспекты моторного дизайна, многие показатели производительностиРедко -земляДеревные двигатели могут быть воспроизведены. В этом случае вес двигателя только увеличивается примерно на 30%, что может быть небольшой разницей по сравнению с общим весом автомобиля.
4. Новые магнитные материалы должны иметь следующие три основные характеристики: 1) они должны иметь магнетизм; 2) продолжать поддерживать магнетизм в присутствии других магнитных полей; 3) может противостоять высокой температуре.
Согласно Tencent Technology News, производитель электромобилей Tesla заявил, что редкоземельные элементы больше не будут использоваться в своих автомобильных двигателях, что означает, что инженеры Tesla должны будут полностью раскрыть свой творческий подход в поиске альтернативных решений.
В прошлом месяце Элон Маск выпустил «третью часть генерального плана» на мероприятии Day Investor Tesla. Среди них есть небольшая деталь, которая вызвала ощущение в области физики. Колин Кэмпбелл, старший руководитель трансмиссии Теслы, объявил, что его команда удаляет редкоземельные магниты из двигателей из -за проблем с цепочкой поставок и значительного негативного влияния производства редкоземельных магнитов.
Чтобы достичь этой цели, Кэмпбелл представил два слайда с участием трех загадочных материалов, умно помеченных как редкоземельная земля 1, редкоземельная земля 2 и редкоземельная земля 3. Первый слайд представляет собой текущую ситуацию Теслы, где количество редкоземелей, используемых компанией в каждом транспортном средстве, колеблется от полу килограмма до 10 граммов. Во втором слайде использование всех редкоземельных элементов было сокращено до нуля.
Для магнитологов, которые изучают магическую мощность, генерируемую электронным движением в определенных материалах, идентичность редкоземелью 1 легко узнаваем, что является неодимием. При добавлении к общим элементам, таким как железо и бор, этот металл может помочь создать сильный, всегда на магнитном поле. Но немногие материалы имеют такое качество, и еще меньше редкоземельных элементов генерируют магнитные поля, которые могут перемещать автомобили Tesla весом более 2000 килограммов, а также многие другие вещи от промышленных роботов в истребители. Если Tesla планирует удалить неодим и другие редкоземельные элементы с двигателя, какой магнит он будет использовать вместо этого?
Для физиков одна вещь определена: Тесла не изобрел совершенно новый тип магнитного материала. Энди Блэкберн, исполнительный вице -президент по стратегии в Niron Magnets, сказал: «За более чем 100 лет у нас может быть только несколько возможностей для приобретения новых бизнес -магнитов». Niron Magnets - один из немногих стартапов, пытающихся воспользоваться следующей возможностью.
Блэкберн и другие считают, что более вероятно, что Тесла решила обойтись с гораздо менее мощным магнитом. Среди многих возможностей наиболее очевидным кандидатом является феррит: керамика, состоящая из железа и кислорода, смешанная с небольшим количеством металлов, такого как стронций. Это и дешево, и легко изготавливать, и с 1950 -х годов были изготовлены двери холодильника по всему миру.
Но с точки зрения объема, магнетизм феррита составляет всего один десятый экземпляр неодимских магнитов, что поднимает новые вопросы. Генеральный директор Tesla Элон Маск всегда был известен тем, что он бескомпромиссен, но если Tesla заставляет переходить на феррит, кажется, что некоторые уступки должны быть сделаны.
Легко поверить, что батареи - это мощность электромобилей, но на самом деле именно электромагнитное вождение управляет электромобилями. Не случайно, что и компания Tesla, и магнитная единица «Tesla» названы в честь одного и того же человека. Когда электроны протекают через катушки в двигателе, они генерируют электромагнитное поле, которое движет противоположной магнитной силой, заставляя вал двигателя вращаться с помощью колес.
Для задних колес автомобилей Tesla эти силы предоставляются двигателями с постоянными магнитами, странным материалом со стабильным магнитным полем и отсутствием тока, благодаря умному вращению электронов вокруг атомов. Tesla начала добавлять эти магниты в автомобили только пять лет назад, чтобы расширить диапазон и увеличить крутящий момент без модернизации батареи. До этого компания использовала индукционные двигатели, изготовленные вокруг электромагнитов, которые генерируют магнетизм за счет потребления электроэнергии. Эти модели, оснащенные передними двигателями, все еще используют этот режим.
Движение Теслы отказаться от редких земель и магнитов кажется немного странным. Автомобильные компании часто одержимы эффективностью, особенно в случае электромобилей, где они все еще пытаются убедить водителей преодолеть свой страх перед диапазоном. Но поскольку производители автомобилей начинают расширять производственную шкалу электромобилей, многие проекты, которые ранее считались слишком неэффективными, восстанавливаются.
Это побудило производителей автомобилей, в том числе Tesla, производить больше автомобилей с использованием литий -железо фосфата (LFP). По сравнению с батареями, содержащими такие элементы, как кобальт и никель, эти модели часто имеют более короткий диапазон. Это более старая технология с большим весом и более низкой емкостью. В настоящее время модель 3, работающая на низкоскоростной мощности, имеет диапазон 272 мили (приблизительно 438 километров), в то время как удаленная модель S, оснащенная более продвинутыми батареями, может достигать 400 миль (640 километров). Тем не менее, использование литиевого железного фосфатного аккумулята может быть более разумным выбором бизнеса, потому что это избегает использования более дорогих и даже политически рискованных материалов.
Тем не менее, Тесла вряд ли просто заменит магниты чем -то худшим, таким как феррит, не вносит никаких других изменений. Физик Университета Упсалы Алана Вишна сказала: «Вы будете нести огромный магнит в своей машине. К счастью, электродвигатели представляют собой довольно сложные машины со многими другими компонентами, которые теоретически могут быть перестановлены, чтобы уменьшить влияние использования более слабых магнитов.
В компьютерных моделях Material Company Proterial недавно определила, что многие показатели производительности двигателей редкоземельного привода могут быть воспроизведены путем тщательного расположения ферритовых магнитов и регулировки других аспектов моторного дизайна. В этом случае вес двигателя только увеличивается примерно на 30%, что может быть небольшой разницей по сравнению с общим весом автомобиля.
Несмотря на эти головные боли, у автомобильных компаний все еще есть много причин отказаться от редкоземельных элементов, при условии, что они могут это сделать. Стоимость всего рынка редкоземельной земли аналогична стоимости рынка яиц в Соединенных Штатах, и теоретически элементы редкоземельны могут быть добыты, обработаны и преобразованы в магниты по всему миру, но на самом деле эти процессы представляют много проблем.
Минеральный аналитик и популярный блоггер с редкоземельными наблюдениями Томас Крумер сказал: «Это индустрия в 10 миллиардов долларов, но стоимость продуктов, создаваемых каждый год, варьируется от 2 триллионов долларов до 3 триллионов долларов, что является огромным рычагом. То же самое касается автомобилей. Даже если они содержат только несколько килограммов этого вещества, их удаление означает, что автомобили больше не могут работать, если вы не хотите перепроектировать весь двигатель
Соединенные Штаты и Европа пытаются диверсифицировать эту цепочку поставок. Калифорнийские редкоземельные рудные шахты, которые были закрыты в начале 21 -го века, недавно вновь открыли и в настоящее время поставляют 15% мировых ресурсов редкоземельной земли. В Соединенных Штатах правительственные учреждения (особенно Министерство обороны) должны предоставлять мощные магниты для такого оборудования, как самолеты и спутники, и они с энтузиазмом в отношении инвестиций в цепочки поставок внутри страны и в регионах, такие как Япония и Европа. Но, учитывая стоимость, необходимые технологии и экологические проблемы, это медленный процесс, который может длиться несколько лет или даже десятилетия.
Время публикации: май-11-2023