Fanwegen problemen mei de oanfierketen en it miljeu wurket de oandriuwingsôfdieling fan Tesla hurd om seldsume ierdemagneten út motors te ferwiderjen en siket nei alternative oplossingen.
Tesla hat noch gjin folslein nij magneetmateriaal útfûn, dus it kin it dwaan mei besteande technology, wierskynlik mei goedkeap en maklik te produsearjen ferrite.
Troch ferritemagneten soarchfâldich te pleatsen en oare aspekten fan motorûntwerp oan te passen, kinne in protte prestaasje-yndikatoaren fanseldsume ierdeoandriuwmotors kinne replikearre wurde. Yn dit gefal nimt it gewicht fan 'e motor mar mei sawat 30% ta, wat in lyts ferskil wêze kin yn ferliking mei it totale gewicht fan 'e auto.
4. Nije magneetmaterialen moatte de folgjende trije basiseigenskippen hawwe: 1) se moatte magnetisme hawwe; 2) Se moatte magnetisme bliuwe behâlden yn 'e oanwêzigens fan oare magnetyske fjilden; 3) Se kinne hege temperatueren ferneare.
Neffens Tencent Technology News hat elektryske autofabrikant Tesla oanjûn dat seldsume ierde-eleminten net mear brûkt wurde sille yn har automotoren, wat betsjut dat de yngenieurs fan Tesla har kreativiteit folslein loslitte moatte by it finen fan alternative oplossingen.
Ferline moanne hat Elon Musk it "Tredde Diel fan it Masterplan" útbrocht op it Tesla Investor Day-evenemint. Dêrûnder is in lyts detail dat sensaasje feroarsake hat op it mêd fan natuerkunde. Colin Campbell, in senior útfierend yn 'e oandriuwingsôfdieling fan Tesla, kundige oan dat syn team seldsume ierdemagneten út motors ferwideret fanwegen problemen mei de supply chain en de wichtige negative ynfloed fan it produsearjen fan seldsume ierdemagneten.
Om dit doel te berikken presintearre Campbell twa dia's mei trije mysterieuze materialen dy't tûk markearre waarden as seldsume ierde 1, seldsume ierde 2 en seldsume ierde 3. De earste dia fertsjintwurdiget de hjoeddeistige situaasje fan Tesla, wêrby't de hoemannichte seldsume ierden dy't it bedriuw yn elk auto brûkt, farieart fan in heale kilogram oant 10 gram. Op de twadde dia is it gebrûk fan alle seldsume ierde-eleminten werombrocht ta nul.
Foar magnetologen dy't de magyske krêft bestudearje dy't generearre wurdt troch elektroanyske beweging yn bepaalde materialen, is de identiteit fan seldsume ierde 1 maklik te werkennen, nammentlik neodymium. As dit metaal tafoege wurdt oan gewoane eleminten lykas izer en boor, kin it helpe om in sterk, altyd oan magnetysk fjild te meitsjen. Mar in pear materialen hawwe dizze kwaliteit, en noch minder seldsume ierde-eleminten generearje magnetyske fjilden dy't Tesla-auto's mei in gewicht fan mear as 2000 kilogram kinne ferpleatse, lykas in protte oare dingen fan yndustriële robots oant jachtfleantugen. As Tesla fan plan is om neodymium en oare seldsume ierde-eleminten út 'e motor te ferwiderjen, hokker magneet sil it dan ynstee brûke?
Foar natuerkundigen is ien ding wis: Tesla hat gjin folslein nij type magnetysk materiaal útfûn. Andy Blackburn, Executive Vice President of Strategy by NIron Magnets, sei: "Oer mear as 100 jier hawwe wy miskien mar in pear kânsen om nije saaklike magneten te krijen." NIron Magnets is ien fan 'e pear startups dy't besykje de folgjende kâns te pakken.
Blackburn en oaren leauwe dat it wierskynliker is dat Tesla besletten hat om it te dwaan mei in folle minder krêftige magneet. Under in protte mooglikheden is de meast foar de hân lizzende kandidaat ferrite: in keramyk gearstald út izer en soerstof, mingd mei in lytse hoemannichte metaal lykas strontium. It is sawol goedkeap as maklik te meitsjen, en sûnt de jierren 1950 wurde kuolkastdoarren oer de hiele wrâld op dizze manier makke.
Mar wat folume oanbelanget, is it magnetisme fan ferrite mar ien tsiende fan dat fan neodymiummagneten, wat nije fragen opropt. Tesla CEO Elon Musk stiet altyd bekend as kompromisleas, mar as Tesla oerstappe moat op ferrite, liket it derop dat der wat konsesjes makke wurde moatte.
It is maklik te leauwen dat batterijen de krêft binne fan elektryske auto's, mar yn werklikheid is it elektromagnetysk oandriuwen dat elektryske auto's oandriuwt. It is gjin tafal dat sawol Tesla Company as de magnetyske ienheid "Tesla" nei deselde persoan neamd binne. As elektroanen troch de spoelen yn in motor streame, generearje se in elektromagnetysk fjild dat de tsjinoerstelde magnetyske krêft oandriuwt, wêrtroch't de as fan 'e motor mei de tsjillen draait.
Foar de efterste tsjillen fan Tesla-auto's wurde dizze krêften fersoarge troch motors mei permaninte magneten, in frjemd materiaal mei in stabyl magnetysk fjild en gjin stroomynfier, tanksij de tûke spin fan elektroanen om atomen hinne. Tesla begon pas sa'n fiif jier lyn mei it tafoegjen fan dizze magneten oan auto's, om it berik te fergrutsjen en it koppel te ferheegjen sûnder de batterij te upgraden. Dêrfoar brûkte it bedriuw ynduksjemotors produsearre om elektromagneten hinne, dy't magnetisme generearje troch elektrisiteit te konsumearjen. Dy modellen dy't foarsjoen binne fan foarmotors brûke dizze modus noch altyd.
Tesla syn stap om seldsume ierden en magneten te ferlitten liket in bytsje nuver. Autobedriuwen binne faak obsedearre mei effisjinsje, foaral yn it gefal fan elektryske auto's, dêr't se noch altyd besykje bestjoerders te oertsjûgjen om har eangst foar berik te oerwinnen. Mar om't autofabrikanten de produksjeskaal fan elektryske auto's begjinne út te wreidzjen, komme in protte projekten dy't earder as te ineffisjint beskôge waarden, wer op.
Dit hat autofabrikanten, wêrûnder Tesla, derta oanset om mear auto's te produsearjen mei lithium-izerfosfaat (LFP)-batterijen. Yn ferliking mei batterijen dy't eleminten lykas kobalt en nikkel befetsje, hawwe dizze modellen faak in koarter berik. Dit is in âldere technology mei in grutter gewicht en in legere opslachkapasiteit. Op it stuit hat de Model 3, oandreaun troch lege snelheid, in berik fan 272 milen (sawat 438 kilometer), wylst de op ôfstân bestjoerbere Model S, foarsjoen fan mear avansearre batterijen, 400 milen (640 kilometer) berikke kin. It brûken fan in lithium-izerfosfaatbatterij kin lykwols in ferstanniger saaklike kar wêze, om't it it gebrûk fan djoerdere en sels polityk risikofolle materialen foarkomt.
Tesla sil lykwols wierskynlik gjin magneten gewoan ferfange troch wat slimmer, lykas ferrite, sûnder oare feroarings oan te bringen. Alaina Vishna, natuerkundige fan 'e Universiteit fan Uppsala, sei: "Jo sille in enoarme magneet yn jo auto drage. Gelokkich binne elektromotoren frij komplekse masines mei in protte oare komponinten dy't teoretysk opnij rangearre wurde kinne om de ynfloed fan it brûken fan swakkere magneten te ferminderjen.
Yn kompjûtermodellen hat materiaalbedriuw Proterial koartlyn fêststeld dat in protte prestaasje-yndikatoaren fan seldsume ierde-oandriuwmotoren replikearre wurde kinne troch ferritemagneten foarsichtich te pleatsen en oare aspekten fan it motorûntwerp oan te passen. Yn dit gefal nimt it gewicht fan 'e motor mar mei sawat 30% ta, wat in lyts ferskil wêze kin yn ferliking mei it totale gewicht fan 'e auto.
Nettsjinsteande dizze hoofdpijn hawwe autobedriuwen noch in protte redenen om seldsume ierde-eleminten te ferlitten, mits se dat kinne. De wearde fan 'e heule seldsume ierdemerk is fergelykber mei dy fan' e aaimerk yn 'e Feriene Steaten, en teoretysk kinne seldsume ierde-eleminten wrâldwiid wûn, ferwurke en omset wurde yn magneten, mar yn werklikheid presintearje dizze prosessen in protte útdagings.
Mineralanalist en populêre seldsume ierde-observaasjeblogger Thomas Krumer sei: "Dit is in yndustry fan $10 miljard, mar de wearde fan produkten dy't elk jier makke wurde farieart fan $2 triljoen oant $3 triljoen, wat in enoarme hefboom is. Itselde jildt foar auto's. Sels as se mar in pear kilogram fan dizze stof befetsje, betsjut it fuortheljen dêrfan dat auto's net mear kinne ride, útsein as jo ree binne om de heule motor opnij te ûntwerpen.
De Feriene Steaten en Europa besykje dizze leveringsketen te diversifiëren. De seldsume ierdeminen yn Kalifornje, dy't yn it begjin fan 'e 21e iuw sluten waarden, binne koartlyn wer iepene en leverje op it stuit 15% fan 'e seldsume ierdeboarnen yn 'e wrâld. Yn 'e Feriene Steaten moatte oerheidsynstânsjes (benammen it Ministearje fan Definsje) krêftige magneten leverje foar apparatuer lykas fleantugen en satelliten, en se binne entûsjast oer it ynvestearjen yn leveringsketens yn eigen lân en yn regio's lykas Japan en Europa. Mar sjoen de kosten, fereaske technology en miljeuproblemen is dit in stadich proses dat ferskate jierren of sels desennia duorje kin.
Pleatsingstiid: 11 maaie 2023