Поради проблемите на веригата на доставки и екологичните проблеми, отделът за силово управление на Tesla работи усилено за премахване на редки земни магнити от двигатели и търси алтернативни решения.
Tesla все още не е измислил напълно нов магнитен материал, така че може да се справи със съществуващата технология, най -вероятно използва евтин и лесно произведен ферит.
Чрез внимателно позициониране на феритни магнити и регулиране на други аспекти на дизайна на двигателя, много показатели за производителност нарядка земяДвигащите двигатели могат да бъдат репликирани. В този случай теглото на двигателя се увеличава само с около 30%, което може да е малка разлика в сравнение с общото тегло на автомобила.
4. Новите магнитни материали трябва да имат следните три основни характеристики: 1) Те трябва да имат магнетизъм; 2) продължете да поддържате магнетизма в присъствието на други магнитни полета; 3) Може да издържи високите температури.
Според Tencent Technology News, производителят на електрически превозни средства Tesla заяви, че в своите автомобилни мотори вече няма да се използват елементи на редки земни, което означава, че инженерите на Tesla ще трябва да разгърнат напълно своята креативност в намирането на алтернативни решения.
Миналия месец Елон Мъск пусна „третата част на Генералния план“ на събитието на Деня на инвеститорите на Tesla. Сред тях има малък детайл, който предизвика усещане в областта на физиката. Колин Кембъл, старши изпълнителен директор в отдела за силово управление на Tesla, обяви, че неговият екип премахва редки земни магнити от двигатели поради проблеми с веригата на доставки и значителното отрицателно въздействие от производството на редки земни магнити.
За да постигне тази цел, Кембъл представи два слайда, включващи три мистериозни материала, умело обозначени като рядка земя 1, рядка земя 2 и рядка земя 3. Първият слайд представлява текущата ситуация на Тесла, където количеството редки земи, използвани от компанията във всяко превозно средство, варира от половин килограм до 10 грама. На втория слайд използването на всички редки земни елементи е намалено до нула.
За магнитолозите, които изучават магическата мощност, генерирана от електронно движение в определени материали, идентичността на Редната земя 1 е лесно разпознаваема, която е неодимово. Когато се добави към общи елементи като желязо и бор, този метал може да помогне за създаването на силно, винаги на магнитно поле. Но малко материали имат това качество и още по -малко редки земни елементи генерират магнитни полета, които могат да преместят автомобилите Tesla с тегло над 2000 килограма, както и много други неща от индустриални роботи до изтребители. Ако Tesla планира да премахне неодимий и други редки земни елементи от двигателя, кой магнит ще използва вместо това?
За физиците едно е сигурно: Тесла не е измислил напълно нов тип магнитен материал. Анди Блекбърн, изпълнителен вицепрезидент по стратегията в Niron Magnets, каза: „След над 100 години може да имаме само няколко възможности да придобием нови бизнес магнити.“ Niron Magnets е един от малкото стартиращи компании, които се опитват да се възползват от следващата възможност.
Блекбърн и други смятат, че е по -вероятно Tesla да реши да направи с много по -малко мощен магнит. Сред много възможности най -очевидният кандидат е ферит: керамика, съставена от желязо и кислород, смесена с малко количество метал, като стронций. Той е едновременно евтин и лесен за производство, а от 50 -те години на миналия век в този начин са произведени хладилни врати по целия свят.
Но по отношение на обема, магнетизмът на ферит е само една десета от този на неодимовите магнити, което повдига нови въпроси. Изпълнителният директор на Tesla Елон Мъск винаги е бил известен с това, че е безкомпромисен, но ако Tesla трябва да се премести в ферит, изглежда, че трябва да се правят някои отстъпки.
Лесно е да се повярва, че батериите са мощността на електрическите превозни средства, но в действителност това е електромагнитното шофиране, което задвижва електрическите превозни средства. Неслучайно както Tesla Company, така и магнитната единица „Tesla“ са кръстени на един и същи човек. Когато електроните текат през намотките в двигател, те генерират електромагнитно поле, което задвижва противоположната магнитна сила, което води до въртене на вала на двигателя с колелата.
За задните колела на автомобилите Tesla тези сили се осигуряват от двигатели с постоянни магнити, странен материал със стабилно магнитно поле и без ток вход, благодарение на умно въртене на електрони около атоми. Tesla започна да добавя тези магнити към автомобили преди около пет години, за да удължи обхвата и да увеличи въртящия момент, без да надгражда батерията. Преди това компанията използва индукционни двигатели, произведени около електромагнити, които генерират магнетизъм чрез консумация на електричество. Тези модели, оборудвани с предни двигатели, все още използват този режим.
Ходът на Тесла да изостави редките земи и магнити изглежда малко странно. Автомобилните компании често са обсебени от ефективността, особено в случай на електрически превозни средства, където все още се опитват да убедят шофьорите да преодолеят страха си от обхвата. Но тъй като производителите на автомобили започват да разширяват производствения мащаб на електрическите превозни средства, много проекти, които преди това се считат за твърде неефективни, се появяват.
Това подтикна производителите на автомобили, включително Tesla, да произвеждат повече автомобили, използвайки батерии с литиев желязо (LFP). В сравнение с батерии, съдържащи елементи като кобалт и никел, тези модели често имат по -къс обхват. Това е по -стара технология с по -голямо тегло и по -нисък капацитет за съхранение. Понастоящем моделът 3, захранван от нискоскоростна мощност, има обхват от 272 мили (приблизително 438 километра), докато отдалеченият модел S, оборудван с по-модерни батерии, може да достигне 400 мили (640 километра). Използването на литиев железен фосфатен батерия обаче може да бъде по -разумен избор на бизнес, тъй като избягва използването на по -скъпи и дори политически рискови материали.
Въпреки това, Tesla е малко вероятно просто да замени магнитите с нещо по -лошо, като ферит, без да прави други промени. Физикът от Университета на Упсала Алайна Вишна каза: „Ще носите огромен магнит в колата си. За щастие, електрическите двигатели са доста сложни машини с много други компоненти, които теоретично могат да бъдат пренаредени, за да се намали въздействието на използването на по -слаби магнити.
В компютърните модели материалите на компанията наскоро определиха, че много показатели за производителност на редки двигатели на Earth Drive могат да бъдат възпроизведени чрез внимателно позициониране на феритовите магнити и регулиране на други аспекти на дизайна на двигателя. В този случай теглото на двигателя се увеличава само с около 30%, което може да е малка разлика в сравнение с общото тегло на автомобила.
Въпреки тези главоболия, автомобилните компании все още имат много причини да изоставят редките земни елементи, при условие че могат да го направят. Стойността на целия пазар на рядкоземно земни е подобна на тази на пазара на яйца в Съединените щати и теоретично, редките земни елементи могат да се добиват, обработват и превръщат в магнити по целия свят, но в действителност тези процеси представляват много предизвикателства.
Минералният анализатор и популярният блогър за наблюдение на рядкотоземът Томас Крумер каза: „Това е индустрия от 10 милиарда долара, но стойността на продуктите, създадени всяка година, варира от 2 трилиона долара до 3 трилиона долара, което е огромен лост. Същото важи и за колите. Дори ако те съдържат само няколко килограма от това вещество, премахването им означава, че автомобилите вече не могат да работят, освен ако не сте готови да препроектирате целия двигател
Съединените щати и Европа се опитват да диверсифицират тази верига на доставки. Калифорнийските рудници, които бяха затворени в началото на 21 век, наскоро се отвориха отново и понастоящем доставят 15% от редките земни ресурси в света. В Съединените щати правителствените агенции (особено Министерството на отбраната) трябва да осигурят мощни магнити за оборудване като самолети и спътници и те са ентусиазирани да инвестират в вериги за доставки в страната и в региони като Япония и Европа. Но като се има предвид разходите, необходимите технологии и екологичните проблеми, това е бавен процес, който може да продължи няколко години или дори десетилетия.
Време за публикация: Май-11-2023