På grunn av forsyningskjede og miljøspørsmål jobber Teslas drivlinjeavdeling hardt for å fjerne sjeldne jordmagneter fra motorer og leter etter alternative løsninger.
Tesla har ennå ikke oppfunnet et helt nytt magnetmateriale, så det kan være til rette med eksisterende teknologi, mest sannsynlig å bruke billig og lett produsert ferritt.
Ved å plassere ferrittmagneter nøye og justere andre aspekter ved motorisk design, er mange ytelsesindikatorer påsjelden jordDrivmotorer kan replikeres. I dette tilfellet øker motorens vekt bare med omtrent 30%, noe som kan være en liten forskjell sammenlignet med bilens totale vekt.
4. Nye magnetmaterialer må ha følgende tre grunnleggende egenskaper: 1) De må ha magnetisme; 2) Fortsett å opprettholde magnetisme i nærvær av andre magnetiske felt; 3) tåler høye temperaturer.
I følge Tencent Technology News har produsenten av elektrisk kjøretøy Tesla uttalt at sjeldne jordelementer ikke lenger vil bli brukt i bilmotorene sine, noe som betyr at Teslas ingeniører vil måtte slippe løs kreativiteten deres fullt ut i å finne alternative løsninger.
Forrige måned ga Elon Musk ut den "tredje delen av hovedplanen" på Tesla Investor Day -arrangementet. Blant dem er det en liten detalj som har forårsaket en sensasjon innen fysikk. Colin Campbell, en toppleder i Teslas drivlinjeavdeling, kunngjorde at teamet hans fjerner sjeldne jordmagneter fra motorer på grunn av problemer med forsyningskjeden og den betydelige negative effekten av å produsere sjeldne jordmagneter.
For å oppnå dette målet, presenterte Campbell to lysbilder som involverte tre mystiske materialer på en smart måte merket som sjeldne jord 1, sjelden jord 2, og sjelden jord 3. Det første lysbildet representerer Teslas nåværende situasjon, der mengden sjeldne jordsanlegg som brukes av selskapet i hvert kjøretøy varierer fra et halvt kilo til 10 gram. På det andre lysbildet har bruken av alle sjeldne jordelementer blitt redusert til null.
For magnetologer som studerer den magiske kraften som genereres av elektronisk bevegelse i visse materialer, er identiteten til sjeldne jord 1 lett gjenkjennelig, som er neodym. Når det blir lagt til vanlige elementer som jern og bor, kan dette metallet bidra til å skape et sterkt, alltid på magnetfelt. Men få materialer har denne kvaliteten, og enda færre sjeldne jordelementer genererer magnetiske felt som kan flytte Tesla -biler som veier over 2000 kilo, så vel som mange andre ting fra industriroboter til jagerfly. Hvis Tesla planlegger å fjerne neodym og andre sjeldne jordelementer fra motoren, hvilken magnet vil den bruke i stedet?
For fysikere er en ting sikkert: Tesla oppfant ikke en helt ny type magnetisk materiale. Andy Blackburn, konserndirektør for strategi ved Niron Magnets, sa: "På over 100 år har vi kanskje bare noen få muligheter til å skaffe nye forretningsmagneter." Niron -magneter er en av få oppstarter som prøver å gripe neste mulighet.
Blackburn og andre mener det er mer sannsynlig at Tesla har bestemt seg for å nøye seg med en mye mindre kraftig magnet. Blant mange muligheter er den mest åpenbare kandidaten ferritt: en keramikk sammensatt av jern og oksygen, blandet med en liten mengde metall som strontium. Det er både billig og enkelt å produsere, og siden 1950 -tallet har kjøleskapsdører rundt om i verden blitt produsert på denne måten.
Men når det gjelder volum, er magnetismen av ferritt bare en tidel av neodymmagneter, som reiser nye spørsmål. Tesla -administrerende direktør Elon Musk har alltid vært kjent for å være kompromissløs, men hvis Tesla skal skifte til ferritt, ser det ut til at det må gjøres noen innrømmelser.
Det er lett å tro at batterier er kraften til elektriske kjøretøyer, men i virkeligheten er det elektromagnetisk kjøring som kjører elektriske kjøretøyer. Det er ikke tilfeldig at både Tesla Company og den magnetiske enheten “Tesla” er oppkalt etter den samme personen. Når elektroner strømmer gjennom spolene i en motor, genererer de et elektromagnetisk felt som driver den motsatte magnetiske kraften, noe som får motorens aksel til å rotere med hjulene.
For bakhjulene til Tesla -biler er disse kreftene levert av motorer med permanente magneter, et rart materiale med et stabilt magnetfelt og ingen strøminngang, takket være den smarte spinnet av elektroner rundt atomer. Tesla begynte bare å legge disse magnetene til biler for omtrent fem år siden, for å utvide rekkevidden og øke dreiemomentet uten å oppgradere batteriet. Før dette brukte selskapet induksjonsmotorer produsert rundt elektromagneter, som genererer magnetisme ved å konsumere strøm. Disse modellene utstyrt med frontmotorer bruker fortsatt denne modusen.
Teslas flytting til å forlate sjeldne jordarter og magneter virker litt rart. Bilselskaper er ofte besatt av effektivitet, spesielt når det gjelder elektriske kjøretøyer, der de fremdeles prøver å overtale sjåførene til å overvinne frykten for rekkevidde. Men når bilprodusenter begynner å utvide produksjonsskalaen til elektriske kjøretøyer, er mange prosjekter som tidligere ble ansett for ineffektive dukker opp igjen.
Dette har fått bilprodusenter, inkludert Tesla, til å produsere flere biler ved bruk av litiumjernfosfat (LFP) batterier. Sammenlignet med batterier som inneholder elementer som kobolt og nikkel, har disse modellene ofte kortere rekkevidde. Dette er en eldre teknologi med større vekt og lavere lagringskapasitet. For tiden har Model 3 drevet av lavhastighets kraft en rekkevidde på 272 miles (ca. 438 kilometer), mens de eksterne Model S utstyrt med mer avanserte batterier kan nå 400 miles (640 kilometer). Bruken av litiumjernfosfatbatteri kan imidlertid være et mer fornuftig forretningsvalg, fordi det unngår bruk av dyrere og til og med politisk risikable materialer.
Imidlertid er det lite sannsynlig at Tesla bare vil erstatte magneter med noe verre, for eksempel ferritt, uten å gjøre andre endringer. University of Uppsala -fysiker Alaina Vishna sa: "Du vil bære en enorm magnet i bilen din. Heldigvis er elektriske motorer ganske komplekse maskiner med mange andre komponenter som teoretisk kan omorganiseres for å redusere effekten av å bruke svakere magneter.
I datamodeller bestemte proterial for materialfirma nylig at mange ytelsesindikatorer for sjeldne jorddrevmotorer kan replikeres ved å posisjonere ferrittmagneter nøye og justere andre aspekter ved motorisk design. I dette tilfellet øker motorens vekt bare med omtrent 30%, noe som kan være en liten forskjell sammenlignet med bilens totale vekt.
Til tross for denne hodepine, har bilselskaper fortsatt mange grunner til å forlate sjeldne jordelementer, forutsatt at de kan gjøre det. Verdien av hele det sjeldne jordmarkedet ligner på eggmarkedet i USA, og teoretisk sett kan sjeldne jordelementer utvinnes, behandles og konverteres til magneter over hele verden, men i virkeligheten gir disse prosessene mange utfordringer.
Mineralanalytiker og populær Rare Earth -observasjonsblogger Thomas Krumer sa: "Dette er en industri på 10 milliarder dollar, men verdien av produkter som skapes hvert år varierer fra $ 2 billioner til $ 3 billioner, som er en enorm spak. Det samme gjelder biler. Selv om de bare inneholder noen kilo av dette stoffet, betyr å fjerne dem at biler ikke lenger kan løpe med mindre du er villig til å redesigne hele motoren
USA og Europa prøver å diversifisere denne forsyningskjeden. California Rare Earth Mines, som ble stengt på begynnelsen av det 21. århundre, har nylig åpnet igjen og leverer for tiden 15% av verdens sjeldne jordressurser. I USA må offentlige etater (spesielt forsvarsdepartementet) gi kraftige magneter for utstyr som fly og satellitter, og de er begeistret for å investere i forsyningskjeder innenlands og i regioner som Japan og Europa. Men med tanke på kostnader, nødvendig teknologi og miljøspørsmål, er dette en langsom prosess som kan vare i flere år eller til og med tiår.
Post Time: Mai-11-2023