Через проблеми з ланцюгом поставок та навколишнього середовища, відділ силових агрегатів Tesla наполегливо працює над вилученням рідкісних земних магніти з двигунів і шукає альтернативних рішень.
Tesla ще не винайшов абсолютно новий магнітний матеріал, тому він може зробити з існуючими технологіями, швидше за все, використовуючи дешевий і легко виготовлений ферит.
Ретельно розміщуючи феритові магніти та регулюючи інші аспекти дизайну двигуна, багато показників продуктивностіРідкісна землядвигуни моторів можна повторити. У цьому випадку вага двигуна збільшується лише приблизно на 30%, що може бути невеликою різницею порівняно із загальною вагою автомобіля.
4. Нові матеріали магнітів повинні мати такі три основні характеристики: 1) їм потрібно мати магнетизм; 2) Продовжуйте підтримувати магнетизм у присутності інших магнітних полів; 3) може витримати високі температури.
За даними Tencent Technology News, виробник електричних транспортних засобів Tesla заявив, що рідкісні елементи Землі більше не будуть використовуватися в своїх автомобілях моторів, а це означає, що інженерам Tesla доведеться повністю розкрити свою творчість у пошуку альтернативних рішень.
Минулого місяця Елон Маск випустив "третю частину генерального плану" на заході Tesla Investor Day. Серед них є невелика деталь, яка спричинила відчуття в галузі фізики. Колін Кемпбелл, старший керівник відділу силових агрегатів Tesla, оголосив, що його команда видаляє рідкісні магніти з двигунів через проблеми ланцюгів поставок та значний негативний вплив виробництва рідкісних земних магнітів.
Для досягнення цієї мети Кемпбелл представив два слайди, в яких беруть участь три таємничі матеріали, вміло позначені як рідкісна Земля 1, Рідна Земля 2 та Рідна Земля 3. Перший слайд представляє поточну ситуацію Tesla, коли кількість рідкісних земель, що використовується компанією в кожному транспортному засобі, коливається від половини кілограмів до 10 грамів. На другому слайді використання всіх рідкісних елементів Землі було зменшено до нуля.
Для магнітологів, які вивчають магічну потужність, що утворюється електронним рухом у певних матеріалах, ідентичність рідкісної Землі 1 легко впізнавана, яка є неодимовою. При додаванні до загальних елементів, таких як залізо та бори, цей метал може допомогти створити міцне, завжди на магнітному полі. Але мало матеріалів має таку якість, і ще менше рідкісних елементів землі генерують магнітні поля, які можуть переміщувати автомобілі Tesla, вагою понад 2000 кілограмів, а також багато інших речей від промислових роботів до винищувачів. Якщо Tesla планує видалити неодим та інші рідкісні елементи Землі з двигуна, який магніт він буде використовувати замість цього?
Для фізиків одне певне: Tesla не винайшов абсолютно нового типу магнітного матеріалу. Енді Блекберн, виконавчий віце -президент стратегії Niron Magnets, сказав: "Більше 100 років ми можемо мати лише кілька можливостей придбати нові бізнес -магніти". Niron Magnets - один з небагатьох стартапів, які намагаються скористатися наступною можливістю.
Блекберн та інші вважають, що, швидше за все, Тесла вирішив зробити з набагато менш потужним магнітом. Серед багатьох можливостей найбільш очевидним кандидатом є ферит: кераміка, що складається з заліза та кисню, змішана з невеликою кількістю металу, наприклад Strontium. Це і дешево, і легко виготовити, і з 1950 -х років двері холодильника по всьому світу виготовляються таким чином.
Але з точки зору обсягу, магнетизм фериту є лише однією десятою, ніж неодимовою магнітом, що викликає нові питання. Генеральний директор Tesla Елон Маск завжди був відомий тим, що був безкомпромісним, але якщо Tesla перейде до фериту, здається, що необхідно зробити деякі поступки.
Легко повірити, що акумулятори - це потужність електромобілів, але насправді це електромагнітне водіння, що рухає електромобілів. Не випадково і компанія Tesla, і магнітна одиниця "Tesla" названі на честь однієї людини. Коли електрони протікають через котушки в двигуні, вони генерують електромагнітне поле, яке рухає протилежною магнітною силою, внаслідок чого вал двигуна обертається колесами.
Для задніх коліс автомобілів Tesla ці сили забезпечуються двигунами з постійними магнітами, дивним матеріалом зі стабільним магнітним полем та відсутністю введення струму, завдяки розумному віджиму електронів навколо атомів. Tesla почала додавати ці магніти до автомобілів близько п’яти років тому, щоб розширити діапазон та збільшити крутний момент, не оновлюючи акумулятор. До цього компанія використовувала індукційні двигуни, виготовлені навколо електромагнітів, які генерують магнетизм, споживаючи електроенергію. Ці моделі, оснащені передніми двигунами, все ще використовують цей режим.
Хід Тесла відмовився від рідкісних земель і магніти, здається трохи дивним. Автомобільні компанії часто одержимі ефективністю, особливо у випадку з електромобілями, де вони все ще намагаються переконати водіїв подолати свій страх перед дальністю. Але коли виробники автомобілів починають розширювати виробничу шкалу електромобілів, багато проектів, які раніше вважалися занадто неефективними, є відновлюються.
Це спонукало виробників автомобілів, включаючи Tesla, виробляти більше автомобілів, використовуючи батареї літієвого залізного фосфату (LFP). Порівняно з батареями, що містять такі елементи, такі як кобальт та нікель, ці моделі часто мають коротший діапазон. Це старша технологія з більшою вагою та меншою ємністю для зберігання. В даний час модель 3, що працює на низькошвидкісній потужності, має діапазон 272 милі (приблизно 438 кілометрів), тоді як віддалена модель S, оснащена більш досконалими акумуляторами, може досягати 400 миль (640 кілометрів). Однак використання акумулятора літію заліза фосфат може бути більш розумним вибором бізнесу, оскільки він дозволяє уникнути використання дорожчих і навіть політично ризикованих матеріалів.
Однак Tesla навряд чи просто замінить магніти на чимось гіршим, наприклад, феритом, не вносячи інших змін. Фізик Університету Уппсали Алаїна Вішна сказала: "Ви будете нести величезний магніт у своїй машині. На щастя, електродвигуни - це досить складні машини з багатьма іншими компонентами, які теоретично можна переставити, щоб зменшити вплив використання слабших магнітів.
У комп'ютерних моделях Material Company Proterial нещодавно визначила, що багато показників продуктивності рідкісних двигунів Землі можуть бути повторені шляхом ретельного розміщення феритових магнітів та регулювання інших аспектів дизайну двигуна. У цьому випадку вага двигуна збільшується лише приблизно на 30%, що може бути невеликою різницею порівняно із загальною вагою автомобіля.
Незважаючи на ці головні болі, автомобільні компанії все ще мають багато причин відмовитися від рідкісних елементів Землі, за умови, що вони можуть це зробити. Значення всього ринку рідкісних земель схоже на ринок яєць у Сполучених Штатах, і теоретично, рідкісні елементи Землі можуть бути видобуті, перероблені та перетворені на магніти у всьому світі, але насправді ці процеси представляють багато проблем.
Мінеральний аналітик та популярний блогер з спостереження за рідкісними землями Томас Крамер сказав: "Це 10 мільярдів доларів, але вартість продукції, створена щороку, становить від 2 трлн до 3 трлн доларів, що є величезним важелем. Те саме стосується автомобілів. Навіть якщо вони містять лише кілька кілограмів цієї речовини, видалення їх означає, що автомобілі вже не можуть бігати, якщо ви не готові переробити весь двигун
Сполучені Штати та Європа намагаються диверсифікувати цю ланцюг поставок. Каліфорнійські рідкісні міни Землі, які були закриті на початку 21 століття, нещодавно знову відкрили і в даний час постачають 15% рідкісних ресурсів у світі. У Сполучених Штатах урядові установи (особливо Міністерство оборони) повинні забезпечити потужні магніти для обладнання, таких як літаки та супутники, і вони із захопленням інвестування в ланцюги поставок на внутрішньому та в регіонах, таких як Японія та Європа. Але враховуючи витрати, необхідні технології та екологічні проблеми, це повільний процес, який може тривати протягом декількох років, а то й десятиліть.
Час посади:-11-2023 травня