Zaradi dobavne verige in okoljskih vprašanj se Teslajev oddelek za pogonski sklop močno trudi, da bi odstranil redke zemeljske magnete iz motorjev in išče alternativne rešitve.
Tesla še ni izumila povsem novega magnetnega materiala, zato lahko to stori z obstoječo tehnologijo, najverjetneje z uporabo poceni in enostavno izdelanega ferita.
S skrbnim pozicioniranjem feritnih magnetov in prilagajanjem drugih vidikov oblikovanja motorja je veliko kazalnikov zmogljivostiRedka zemljaPogonski motorji se lahko ponovijo. V tem primeru se teža motorja poveča le za približno 30%, kar je lahko majhna razlika v primerjavi s skupno težo avtomobila.
4. Novi magnetni materiali morajo imeti naslednje tri osnovne značilnosti: 1) morajo imeti magnetizem; 2) še naprej vzdrževati magnetizem v prisotnosti drugih magnetnih polj; 3) Lahko prenese visoke temperature.
Po podatkih Tencent Technology News je proizvajalec električnih vozil Tesla izjavil, da redki zemeljski elementi ne bodo več uporabljeni v njegovih avtomobilskih motorjih, kar pomeni, da bodo morali Teslini inženirji pri iskanju alternativnih rešitev v celoti sprostiti svojo ustvarjalnost.
Prejšnji mesec je Elon Musk na prireditvi Tesla Investitor Day izdal "tretji del glavnega načrta". Med njimi je majhna podrobnost, ki je povzročila občutek na področju fizike. Colin Campbell, višji izvršni direktor v Teslinem oddelku za pogon, je sporočil, da njegova ekipa odstranjuje redke zemeljske magnete iz motorjev zaradi težav z dobavno verigo in pomemben negativni vpliv proizvodnje redkih zemeljskih magnetov.
Da bi dosegel ta cilj, je Campbell predstavil dva diapozitiva, v katerih so bili vključeni trije skrivnostni materiali, spretno označeni kot redka Zemlja 1, redko Zemljo 2 in redko Zemljo 3. Prvi diapozitiv predstavlja Teslin trenutni položaj, kjer količina redkih zemlje, ki jo podjetje uporablja v vsakem vozilu, od pol kilograma do 10 gramov. Na drugem diapozitivu se je uporaba vseh redkih zemeljskih elementov zmanjšala na nič.
Za magnetologe, ki preučujejo čarobno moč, ki jo ustvarja elektronsko gibanje v določenih materialih, je identiteta redke Zemlje 1 zlahka prepoznavna, kar je neodimij. Ko dodamo skupnim elementom, kot sta železo in boro, lahko ta kovina pomaga ustvariti močno, vedno na magnetnem polju. Toda le malo materialov ima to kakovost in še manj redkih zemeljskih elementov ustvarja magnetna polja, ki lahko premikajo avtomobile Tesla, ki tehtajo več kot 2000 kilogramov, pa tudi številne druge stvari, od industrijskih robotov do lovskih curkov. Če Tesla namerava odstraniti neodimij in druge redke zemeljske elemente z motorja, kateri magnet bo namesto tega uporabil?
Za fizike je eno gotovo: Tesla ni izumila povsem nove vrste magnetnega materiala. Andy Blackburn, izvršni podpredsednik strategije pri Nironu Magneti, je dejal: "Čez 100 let bomo morda imeli le nekaj priložnosti za pridobitev novih poslovnih magnetov." Niron Magneti je eden redkih startupov, ki poskušajo izkoristiti naslednjo priložnost.
Blackburn in drugi verjamejo, da je bolj verjetno, da se je Tesla odločil, da bo naredil veliko manj močan magnet. Med številnimi možnostmi je najbolj očiten kandidat Ferrit: keramika, sestavljena iz železa in kisika, pomešana z majhno količino kovine, kot je stroncija. Tako je poceni in enostaven za izdelavo, od petdesetih let prejšnjega stoletja pa so na ta način izdelana vrata hladilnika po vsem svetu.
Toda glede na volumen je magnetizem Ferrita le ena deseta kot neodimijski magneti, ki postavlja nova vprašanja. Generalni direktor Tesla Elon Musk je bil od nekdaj znan po tem, da je brezkompromisen, toda če se Tesla preusmeri na ferit, se zdi, da je treba nekatere koncesije izdelati.
Preprosto je verjeti, da so baterije moč električnih vozil, v resnici pa elektromagnetna vožnja poganja električna vozila. Ni naključje, da sta tako Tesla Company kot magnetna enota "Tesla" poimenovana po isti osebi. Ko elektroni tečejo skozi tuljave v motorju, ustvarijo elektromagnetno polje, ki poganja nasprotno magnetno silo, zaradi česar se gred motorja vrti s kolesi.
Za zadnja kolesa avtomobilov Tesla te sile zagotavljajo motorji s trajnimi magneti, čuden material s stabilnim magnetnim poljem in brez trenutnega vhoda, zahvaljujoč pametnemu vrtenju elektronov okoli atomov. Tesla je začel dodajati te magnete v avtomobile pred približno petimi leti, da bi razširil doseg in povečal navora brez nadgradnje baterije. Pred tem je podjetje uporabljalo indukcijske motorje, izdelane okoli elektromagnetov, ki ustvarjajo magnetizem z uživanjem električne energije. Ti modeli, opremljeni s sprednjimi motorji, še vedno uporabljajo ta način.
Teslin selitev, da opusti redke zemeljske in magnete, se zdi nekoliko čudna. Avtomobilske družbe so pogosto obsedene z učinkovitostjo, zlasti v primeru električnih vozil, kjer še vedno poskušajo prepričati voznike, da premagajo svoj strah pred dosegom. Ker pa proizvajalci avtomobilov začnejo širiti proizvodno lestvico električnih vozil, se številni projekti, ki so bili prej preveč neučinkoviti, ponovno vgrajujejo.
To je spodbudilo proizvajalce avtomobilov, vključno s Teslo, da proizvajajo več avtomobilov z uporabo litijevega železovega fosfatnega (LFP) baterij. V primerjavi z baterijami, ki vsebujejo elemente, kot sta kobalt in nikelj, imajo ti modeli pogosto krajši doseg. To je starejša tehnologija z večjo težo in nižjo zmogljivostjo skladiščenja. Trenutno ima model 3, ki ga poganja moč z nizko hitrostjo, razpon 272 milj (približno 438 kilometrov), medtem ko lahko oddaljeni model S, opremljen z naprednejšimi baterijami, doseže 400 milj (640 kilometrov). Vendar je uporaba litijeve železove fosfatne baterije lahko bolj smiselna poslovna izbira, saj se izogne uporabi dražjih in celo politično tveganih materialov.
Vendar Tesla verjetno ne bo preprosto nadomestil magnetov z nekaj slabšega, kot je ferit, ne da bi se kaj drugega spremenilo. Fizik Univerze v Uppsali Alaina Vishna je dejala: "V svojem avtomobilu boste nosili ogromen magnet. Na srečo so električni motorji precej zapleteni stroji z mnogimi drugimi komponentami, ki jih je mogoče teoretično preurediti, da se zmanjša vpliv uporabe šibkejših magnetov.
V računalniških modelih je materialno podjetje Proterial nedavno ugotovilo, da je mogoče številne kazalnike zmogljivosti redkih motorjev za zemeljsko pogon ponoviti s skrbnim pozicioniranjem feritnih magnetov in prilagajanjem drugih vidikov oblikovanja motorja. V tem primeru se teža motorja poveča le za približno 30%, kar je lahko majhna razlika v primerjavi s skupno težo avtomobila.
Kljub tem glavobolom imajo avtomobilska podjetja še vedno veliko razlogov za opuščanje redkih zemeljskih elementov, pod pogojem, da to lahko storijo. Vrednost celotnega trga redkih zemelj je podobna vrednosti trga jajc v Združenih državah Amerike, teoretično pa je mogoče redke zemeljske elemente minirati, predelati in spremeniti v magnete po vsem svetu, v resnici pa ti procesi predstavljajo številne izzive.
Mineralni analitik in priljubljeni bloger za opazovanje redkih Zemlje Thomas Krumer je dejal: "To je industrija v višini 10 milijard dolarjev, vendar vrednost izdelkov, ustvarjenih vsako leto, znaša od 2 bilijona do 3 bilijona dolarjev, kar je velik vzvod. Enako velja za avtomobile. Tudi če vsebujejo le nekaj kilogramov te snovi, jih odstranite, da avtomobili ne morejo več teči, razen če ste pripravljeni preoblikovati celoten motor
Združene države in Evropa se trudijo diverzificirati to dobavno verigo. Kalifornijski redki zemeljski rudniki, ki so bili zaprti v začetku 21. stoletja, so se pred kratkim ponovno odprli in trenutno ponujajo 15% svetovnih redkih zemeljskih virov. V Združenih državah Amerike morajo vladne agencije (zlasti ministrstvo za obrambo) zagotoviti močne magnete za opremo, kot so letala in sateliti, in so navdušene nad vlaganjem v dobavne verige doma in v regijah, kot sta Japonska in Evropa. Toda glede na stroške, potrebno tehnologijo in okoljska vprašanja je to počasen proces, ki lahko traja več let ali celo desetletja.
Čas objave: maja-11-2023