Tesla Motors saattaa harkita harvinaisten maametallien vaihtamista heikkotehoisilla ferriiteillä

Toimitusketjuun liittyvien ongelmien ja ympäristöongelmien vuoksi Teslan voimansiirtodivisioona pyrkii poistamaan harvinaisten maametallien magneetteja sähkömoottoreista ja etsii vaihtoehtoja.

 

Tesla ei ole vielä keksinyt täysin uutta magneettimateriaalia, joten se saattaa käyttää olemassa olevaa tekniikkaa jonkin aikaa, todennäköisesti halpoja ja helposti valmistavia ferriittejä.

 

Asettamalla ferriittimagneetit huolellisesti ja säätämällä muita moottorisuunnittelun näkökohtia, monet harvinaisten maametallien moottoreiden ominaisuuksista voidaan jäljitellä Index. Tässä tapauksessa moottorin paino on kasvanut vain noin 30 prosenttia, mikä on tämä suhteessa auton kokonaispainoon

Ero voi olla pieni.

Uudella magneettimateriaalilla on oltava seuraavat kolme perusominaisuutta: 1) sen on oltava magneettista: 2) se on edelleen magneettinen muiden magneettikenttien läsnäollessa; 3) Kestää korkeita lämpötiloja.

 

Tencent Technology News -uutiset, sähköautojen valmistaja Tesla sanoi, että sen autojen moottoreissa ei enää käytetä harvinaisia ​​maametallielementtejä, mikä tarkoittaa, että Teslaa maistelevien insinöörien on päästävä valloilleen luovuutensa löytääkseen vaihtoehtoja.

 

Viime kuussa Teslan Investor Day -tapahtumassa Elon Musk julkaisi "Master Plan Part III". Niiden joukossa on Pieni yksityiskohta aiheutti kohua fysiikan alalla. Teslan voimansiirtodivisioonan johtaja Colin Campbell ilmoitti, että hänen tiiminsä työskentelee harvinaisten maametallien magneettien poistamiseksi moottoreista johtuu toimitusketjun ongelmista ja harvinaisten maametallien tuotannon liiallisista kielteisistä vaikutuksista.

Tämän saavuttamiseksi Campbell esitteli kaksi diaa, jotka käsittivät kolmea salaperäistä materiaalia, jotka oli näppärästi merkitty For harvinainen maametalli 1, harvinaisten maametallien 2 ja harvinaisten maametallien 3. Ensimmäinen dia edustaa Teslan nykytilaa, joka käyttää jokaisessa ajoneuvossa puoli kiloa - 10 grammaa. Toisella dialla käytettyjen harvinaisten maametallien määrä putoaa nollaan.

 

Magnetisteille, jotka tutkivat tiettyjen materiaalien taikavoimaa elektronien liikkeen vuoksi, harvinaisen maametallin 1 identiteetti on helppo tunnistaa, eli neodyymi. Lisättynä yleisiin elementteihin, kuten rautaan ja booriin, tämä metalli voi auttaa luomaan vahvan, aina päällä olevan magneettikentän. Mutta harvoilla materiaaleilla on tämä laatu, sillä Tesla-autoissa, jotka ovat riittävän suuria siirtämään yli 2,000 kilogramman arpia, ja monien muiden esineiden magneettikentissä teollisuusroboteista hävittäjiin on vähemmän harvinaisia ​​maametallielementtejä. Jos Tesla laskee

Mitä magneettia se käyttää sen sijaan neodyymin ja muiden harvinaisten maametallien poistamiseksi moottorista?

 

Yksi asia on varma fyysikoille: Tesla ei keksinyt täysin uutta magneettimateriaalia. Andy Blackburn, NIron Magneticsin strategiajohtaja, sanoi: "Yli 100 vuoden kuluttua meillä saattaa olla vain muutama tilaisuus hankkia uusia kaupallisia magneetteja." NIronMagnetics on yksi harvoista startupeista, jotka yrittävät tarttua seuraavaan tilaisuuteen.

 

Blackburn ja muut uskovat, että on todennäköisempää, että Tesla on päättänyt käyttää paljon vähemmän tehokasta magneettia. Monien mahdollisuuksien joukossa ilmeisin ehdokas on ferriitti: raudasta ja hapesta koostuva keramiikka, johon sekoitetaan pieni määrä metallia, kuten strontiumia. Se on halpa ja helppo valmistaa ympäri maailmaa 1900-luvun 50-luvulta lähtien

Jääkaapin ovet valmistetaan tällä tavalla.

 

Mutta tilavuudeltaan ferriitit ovat vain kymmenesosa neodyymimagneettien magnetismista, mikä herättää uusia kysymyksiä. Teslan ensimmäinen johtaja Elon Musk on aina ollut tunnettu tinkimättömyydestään, mutta jos Tesla aikoo vaihtaa ferriittiin, näyttää siltä, ​​​​että sen on tehtävä jotain

Joitakin myönnytyksiä. On helppo ajatella, että akut ovat sähköautojen voima, mutta itse asiassa sähkömagnetismi ajaa sähköautoja. Ei ole sattumaa, että sekä Tesla-yhtiö että magneettiyksikkö "Tesla" on nimetty saman henkilön mukaan. Kun elektronit virtaavat moottorin johtimien läpi Kääntyessään ne synnyttävät sähkömagneettisen kentän, joka työntää päinvastaista magneettista voimaa ja saa moottorin akselin pyörittämään pyöriä.

Tesla-ajoneuvojen takapyörille nämä voimat saadaan kestomagneetilla varustetusta sähkömoottorista, joka on eräänlainen moottori, jossa on outoa materiaalia, joka stabiloi magneettikentän ilman virransyöttöä atomien ympärillä olevien elektronien nerokkaan pyörimisen ansiosta. Special Sla aloitti näiden magneettien lisäämisen autoihin vasta noin viisi vuotta sitten akun käyttöiän pidentämiseksi ilman akun kantaman ja vääntömomentin parantamista. Ennen tätä yritys käytti sähkömagneettien ympärille valmistettuja oikosulkumoottoreita, joiden läpi sähkömagneetit kulkivat

Magnetismi syntyy kuluttamalla sähköä. Eteen asennetulla moottorilla varustetut mallit käyttävät tätä mallia edelleen.

 

Teslan päätös luopua harvinaisista maametallista ja magneeteista saattaa tuntua hieman oudolta. Autoyhtiöt ovat usein pakkomielle kuivan tehokkuuden suhteen, varsinkin sähköajoneuvojen tapauksessa ne kamppailevat edelleen saadakseen kuljettajat voittamaan kantaman pelon. Mutta autonvalmistajien kanssa

Sähköajoneuvojen tuotannon laajentaminen on alkamassa, ja monet aiemmin liian tehottomiksi pidetyt hankkeet ovat ilmaantuneet uudelleen.

 

Tämä on saanut autonvalmistajat, mukaan lukien Teslan, tuottamaan enemmän autoja, joissa käytetään litiumrautafosfaattiakkuja (LFP). Näillä paristoilla, jotka sisältävät elementtejä, kuten kobolttia ja nikkeliä, on yleensä lyhyempi kantama kuin akuilla. Tämä on vanhaa tekniikkaa,

Suurempi paino ja pienempi säilytyskapasiteetti. Nykyisen, hidasvoimalla toimivan Model 3:n toimintasäde on 272 mailia (noin 438 km), kun taas pitkän kantaman Model S kehittyneemmillä akuilla voi saavuttaa 400 mailia (640 km). Mutta litiumrautafosfaattiakkujen ottaminen käyttöön voi olla viisaampi kaupallinen valinta, koska sillä vältetään kalliimpien tai jopa eksistentiaalisten paristojen käyttö Poliittisen riskin materiaali.

 

On epätodennäköistä, että Tesla yksinkertaisesti korvaa magneetit, kuten ferriitit, jollain huonommalla, eikä mikään muu muutu. Uppsalan yliopiston fyysikko Alena Vishna sanoi: "Kannatat valtavan palan magnetismia auton raudassa. "Onneksi moottorit ovat melko monimutkaisia ​​koneita, jotka koostuvat monista muista osista, jotka voitaisiin teoriassa järjestää uudelleen pylvääseen heikompien magneettien käytön vaikutusten lieventämiseksi.

 

Materiaaliyhtiö Proterial määritteli äskettäin tietokonemallissa ferriittimagneetin huolellisen sijoittelun ja moottorisarjan säätämisen. Muilta osin monet harvinaisten maametallien käyttömoottoreiden suorituskykyindikaattorit voidaan jäljitellä. Tässä tapauksessa vain moottorin paino Noin 30 prosentin kasvulla ero voi olla pieni suhteessa auton kokonaispainoon.

 

Näistä päänsärkyistä huolimatta autoyhtiöillä on paljon syitä luopua harvinaisten maametallien käytöstä, mutta vain jos he tekevät sen, jos pystyt siihen. Koko harvinaisten maametallien markkinoiden arvo on suunnilleen sama kuin amerikkalaisten munamarkkinoiden, ja teoriassa harvinaisten maametallien yuan Primes -tuotteita voidaan louhia, prosessoida ja muuntaa magnetismiin kaikkialla maailmassa, mutta itse asiassa näihin prosesseihin liittyy monia haasteita.

 

Thomas Krummer, mineraalianalyytikko ja suosittu harvinaisten maametallien kellobloggaaja, sanoi: "Se on 10 miljardin dollarin sopimus. Mutta vuosittain luotujen tuotteiden arvo on 2 biljoonaa - 3 biljoonaa dollaria, mikä on valtava vipu. Auto On myös totta, että vaikka ne sisältävät vain muutaman kilon tätä ainetta, niiden poistaminen tarkoittaa, että autot eivät voi enää tehdä koko moottoria.

 

Yhdysvallat ja Eurooppa yrittävät monipuolistaa tätä toimitusketjua. Kalifornian harvinaisten maametallien kaivokset, jotka suljettiin 2000-luvun alussa, on hiljattain avattu uudelleen

Entinen tarjonta 15 prosentista maailman harvinaisista maametallista. Yhdysvalloissa valtion virastot, erityisesti puolustusministeriö, tarvitsevat laitteita, kuten lentokoneita ja satelliitteja

Voimakkaiden magneettien ansiosta he haluavat investoida toimitusketjuihin sekä kotimaassa että Japanin ja Euroopan kaltaisilla alueilla. Mutta menestys huomioon ottaen Tämä on hidas prosessi, joka kestää vuosia tai jopa vuosikymmeniä. Samaan aikaan kysyntä magneettien upottamisesta hiilidioksidinpoistotyökaluihin, kuten autoihin ja tuuliturbiineihin, on myös kasvussa.

Markkinatutkimuslaitoksen AdamasIntelligencen mukaan 12 prosenttia harvinaisista maametallista käytetään tällä hetkellä sähköajoneuvoissa, mikä on vasta aloitteleva markkina. Samaan aikaan harvinaisten maametallien hinnat vaihtelevat usein hurjasti, eivätkä ulkopuoliset yritykset usein pysty ennakoimaan näitä tekijöitä

Tavallinen.

 

Jim Chelikowski, fyysikko, joka tutkii magneettisia materiaaleja Texasin yliopistossa Austinissa, sanoi, että jos olet alalla, jolla on vaihtoehtoisia tuotteita, se voi olla poikkeuksellista. Mutta hän sanoi, että etsintä oli parempi kuin ferriitti. Harvinaisten maametallien magneeteille parempille vaihtoehdoille on useita syitä. Haasteena on löytää materiaali, jolla on kolme perusominaisuutta: 1) sen on oltava magneettista; 2) se on edelleen magneettinen muiden magneettikenttien läsnäollessa; ja 3) se kestää korkeita lämpötiloja. Lämpömagneetit eivät ole enää magneetteja.

 

Tutkijat tietävät erittäin hyvin, mitkä kemialliset alkuaineet tekevät hyviä magneetteja, mutta potentiaalisia atomijärjestelyjä on miljoonia. Jotkut niin sanotut magneettimetsästäjät lähtevät aloittamaan sadoista tuhansista mahdollisista materiaaleista ja karsimaan pois ne, jotka sisältävät harvinaisia ​​maametallia, ja sitten ennustavat jäljellä olevan materiaalin magneettiset ominaisuudet koneoppimisen avulla. Viime vuoden lopussa Chelikows Key et al. järjestelmän avulla luotiin uusi erittäin magneettinen kobolttia sisältävä materiaali. Usein suurin haaste on löytää uusia, helposti valmistettavia magneetteja. Vicina Uppsalan yliopistosta selitti, että jotkut äskettäin kehitetyt magneetit, kuten mangaania sisältävät, ovat lupaavia, mutta epävakaita. Muissa tapauksissa tiedemiehet tietävät, että materiaali on äärimmäisen magneettista, mutta sitä ei voida massavalmistaa. Näitä ovat tetragoniitti, nikkeli-rautayhdiste, joka löytyy vain meteoriiteista, joille on suoritettava tuhansia vuosia hidas jäähtyminen, jotta sen atomit asettuvat tarkasti oikeaan tilaan. Laboratoriossa prosessia viedään eteenpäin nopeammin, mutta ne eivät vielä kanna hedelmää.

 

Magneetin käynnistys Niron: Kopioi kaikki ja etsi joitain. Yritys sanoo valmistavansa ferrinitridimagneetteja teoriassa verrattuna siihen, että neodyymi on magneettisempaa. Mutta se on myös haihtuvaa materiaalia, jota on vaikea valmistaa ja säilyttää halutussa muodossa. Blackburn sanoi, että yritys edistyy, mutta ei pysty valmistamaan tarpeeksi tehokkaita magneetteja Teslan seuraavan sukupolven autoihin. Ensimmäinen askel, hän sanoo, on laittaa uusi magneetti pienempiin laitteisiin, kuten äänijärjestelmiin.

 

Thomas Krummer, kaivosanalyytikko ja suosittu harvinaisten maametallien kellobloggaaja, sanoi, että on epäselvää, seuraisivatko muut autonvalmistajat Teslan päätöstä luopua harvinaisista maametallista. Jotkut yritykset saattavat vaatia kansallisten valtakirjojen siirtämistä varovasti, kun taas toiset

Kopioi Valitse kaikki ja etsi jotkin yritykset käyttävät induktio siirtää Yunshan Zhoukou asioita. Jopa Tesla voisi käyttää tulevissa autoissa muutaman gramman harvinaisia ​​maametallia hajallaan paikkoihin, kuten automaattisiin ikkunoihin, ohjaustehostimeen ja tuulilasinpyyhkimiin.

 

Teslan Investor Day -tapahtumassa harvinaisten maametallien sisältöä vertaileva dia vertaili itse asiassa koko nykyisen sukupolven autoa koko nykyisen sukupolven autoon. Tulevaisuuden moottoreita verrattiin, mikä voisi olla mainostemppu. Teslan kaltaisia ​​ratkaisuja kehitetään. Harvinaisten maametallien vaihtaminen moottoreissa voi olla hyvä asia, mutta kuten Krummer sanoo: "Pelkään, että meillä ei ole tarpeeksi aikaa."

 

LOPPU