Vzhledem k problémům s dodavatelským řetězcem a životním prostředí oddělení pohonných jednotek Tesla tvrdě pracuje na odstranění magnetů vzácných zemin z motorů a hledá alternativní řešení.
Společnost Tesla dosud nevynalezla zcela nový magnetický materiál, takže se může vyrovnat s existující technologií, s největší pravděpodobností použití levného a snadno vyrobeného ferite.
Pečlivým umístěním feritových magnetů a úpravou dalších aspektů návrhu motoru, mnoha indikátorů výkonuvzácná ZeměHnací motory lze replikovat. V tomto případě se hmotnost motoru zvyšuje pouze o asi 30%, což může být malý rozdíl ve srovnání s celkovou hmotností vozidla.
4. nové magnetické materiály musí mít následující tři základní vlastnosti: 1) musí mít magnetismus; 2) pokračovat v udržování magnetismu v přítomnosti jiných magnetických polí; 3) vydrží vysoké teploty.
Podle zpráv Tencent Technology Technology výrobce elektrických vozidel Tesla uvedl, že prvky vzácných zemin již nebudou používány ve svých motorech automobilů, což znamená, že Teslaovi inženýři budou muset plně uvolnit svou kreativitu při hledání alternativních řešení.
Minulý měsíc vydal Elon Musk na události Tesla Investor Investor Investor Day „třetí část hlavního plánu“. Mezi nimi je malý detail, který způsobil pocit v oblasti fyziky. Colin Campbell, vedoucí pracovník v oddělení pohonných jednotek společnosti Tesla, oznámil, že jeho tým odstraňuje magnety vzácných zemin z motorů v důsledku problémů s dodavatelským řetězcem a významným negativním dopadem výroby magnetů vzácných zemin.
K dosažení tohoto cíle představil Campbell dvě sklíčka zahrnující tři záhadné materiály chytře označené jako vzácná zemina 1, vzácná Země 2 a vzácná zemina 3. První snímek představuje současnou situaci Tesla, kde množství vzácných zemí používaných společností v každém vozidle se pohybuje od půl kilogramu až 10 gramů. Na druhém snímku bylo použití všech prvků vzácných zemin sníženo na nulu.
U magnetologů, kteří studují magickou sílu generovanou elektronickým pohybem v určitých materiálech, je identita vzácné zeminy 1 snadno rozpoznatelná, což je neodymium. Při přidání do běžných prvků, jako je železo a boron, může tento kov pomoci vytvořit silné, vždy na magnetickém poli. Ale jen málo materiálů má tuto kvalitu a ještě méně prvků vzácných zemin vytváří magnetická pole, která mohou pohybovat Tesla auty o hmotnosti více než 2000 kilogramů, stejně jako mnoho dalších věcí od průmyslových robotů po stíhací letouny. Pokud Tesla plánuje z motoru odstranit neodymium a další prvky vzácné zeminy, který magnet místo toho použije?
Pro fyziky je jedna věc jistá: Tesla nevynalezla zcela nový typ magnetického materiálu. Andy Blackburn, výkonný viceprezident pro strategii společnosti Niron Magnets, řekl: „Za více než 100 let můžeme mít jen několik příležitostí získat nové obchodní magnety.“ Niron Magnets je jedním z mála startupů, které se snaží využít další příležitost.
Blackburn a další věří, že je pravděpodobnější, že se Tesla rozhodla vyrovnat s mnohem méně silným magnetem. Mezi mnoha možnostmi je nejviditelnějším kandidátem ferit: keramika složená ze železa a kyslíku, smíchaná s malým množstvím kovu, jako je stroncium. Je to levné a snadné výrobu a od padesátých let se tímto způsobem vyrábějí dveře ledničky po celém světě.
Ale z hlediska objemu je magnetismus ferritu pouze jedna desetina magnetu neodymia, která vyvolává nové otázky. Generální ředitel společnosti Tesla Elon Musk byl vždy známý tím, že je nekompromisní, ale pokud má Tesla přesunout k Ferrite, zdá se, že musí být provedeny některé ústupky.
Je snadné věřit, že baterie jsou napájením elektrických vozidel, ale ve skutečnosti je to elektromagnetická jízda, která řídí elektrická vozidla. Není náhodou, že společnost Tesla i magnetická jednotka „Tesla“ jsou pojmenovány po stejné osobě. Když elektrony protékají cívkami v motoru, generují elektromagnetické pole, které řídí opačnou magnetickou sílu, což způsobí, že se hřídel motoru otáčí koly.
U zadních kol vozů Tesla jsou tyto síly poskytovány motory s permanentními magnety, podivným materiálem se stabilním magnetickým polem a žádným proudem, díky chytrému rotaci elektronů kolem atomů. Tesla začala přidávat tyto magnety do automobilů asi před pěti lety, aby prodloužila dosah a zvýšila točivý moment bez upgradu baterie. Předtím společnost použila indukční motory vyrobené kolem elektromagnetů, které vytvářejí magnetismus konzumací elektřiny. Tyto modely vybavené předními motory stále používají tento režim.
Teslaův přesun do opuštění vzácných zemí a magnetů se zdá být trochu divný. Automobilové společnosti jsou často posedlé účinností, zejména v případě elektrických vozidel, kde se stále snaží přesvědčit řidiče, aby překonali svůj strach z dosahu. Ale jak výrobci automobilů začínají rozšiřovat produkční stupnici elektrických vozidel, mnoho projektů, které byly dříve považovány za příliš neefektivní, se rozvíjí.
To přimělo výrobce automobilů, včetně Tesly, aby vyráběli více automobilů pomocí baterií lithiakového fosfátu (LFP). Ve srovnání s bateriemi obsahujícími prvky, jako je kobalt a nikl, mají tyto modely často kratší dosah. Jedná se o starší technologii s větší hmotností a nižší skladovací kapacitou. V současné době má model 3 poháněný nízkorychlostním výkonem rozsah 272 mil (přibližně 438 kilometrů), zatímco vzdálený model S vybavený pokročilejšími bateriemi může dosáhnout 400 mil (640 kilometrů). Použití baterie lithium železa fosfátu však může být rozumnějším výběrem podnikání, protože se vyhýbá použití dražších a dokonce politicky rizikových materiálů.
Je však nepravděpodobné, že by Tesla jednoduše nahradila magnety něčím horším, jako je Ferrite, aniž by provedl jakékoli jiné změny. Fyzik University of Uppsala Alaina Vishna řekla: „Ve svém autě budete mít obrovský magnet. Naštěstí jsou elektrické motory poměrně složité stroje s mnoha dalšími komponenty, které lze teoreticky přeuspořádat, aby se snížil dopad použití slabších magnetů.
V počítačových modelech Material Company Proterial nedávno určila, že mnoho ukazatelů výkonu motorů s pohonem vzácných zemin lze replikovat pečlivým umístěním feritových magnetů a úpravou dalších aspektů návrhu motoru. V tomto případě se hmotnost motoru zvyšuje pouze o asi 30%, což může být malý rozdíl ve srovnání s celkovou hmotností vozidla.
Navzdory těmto bolesti hlavy mají automobilové společnosti stále mnoho důvodů k opustit prvky vzácných zemin, pokud tak mohou udělat. Hodnota celého trhu s vzácnými zeměmi je podobná hodnotě trhu s vajíčkami ve Spojených státech a teoreticky lze prvky vzácných zemin těžit, zpracovávány a přeměněny na magnety po celém světě, ale ve skutečnosti tyto procesy představují mnoho výzev.
Analytik minerálů a populární bloger pro pozorování vzácných zemin Thomas Krumer řekl: „Jedná se o odvětví 10 miliard dolarů, ale hodnota produktů vytvořených každý rok se pohybuje od 2 bilionu dolarů do 3 bilionů dolarů, což je obrovská páka. Totéž platí pro auta. I když obsahují pouze několik kilogramů této látky, jejich odstranění znamená, že auta již nemohou běžet, pokud nejste ochotni přepracovat celý motor
Spojené státy a Evropa se snaží tento dodavatelský řetězec diverzifikovat. Kalifornské doly vzácných zemin, které byly uzavřeny na počátku 21. století, se nedávno znovu otevřely a v současné době dodávají 15% světových zdrojů vzácných zemin. Ve Spojených státech musí vládní agentury (zejména ministerstvo obrany) poskytovat výkonné magnety pro vybavení, jako jsou letadla a satelity, a jsou nadšené investováním do dodavatelských řetězců na domácí a do regionů, jako je Japonsko a Evropa. S ohledem na náklady, požadované technologie a environmentální problémy se jedná o pomalý proces, který může trvat několik let nebo dokonce desetiletí.
Čas příspěvku: květen-11-2023