Oleh kerana rantaian bekalan dan isu -isu alam sekitar, jabatan powertrain Tesla bekerja keras untuk menghilangkan magnet nadir bumi dari motor dan mencari penyelesaian alternatif.
Tesla belum mencipta bahan magnet yang baru, jadi ia boleh dilakukan dengan teknologi yang sedia ada, kemungkinan besar menggunakan ferit murah dan mudah dihasilkan.
Dengan berhati -hati meletakkan magnet ferit dan menyesuaikan aspek lain dari reka bentuk motor, banyak petunjuk prestasinadir bumiMotor memandu boleh direplikasi. Dalam kes ini, berat motor hanya meningkat sebanyak kira -kira 30%, yang mungkin perbezaan kecil berbanding dengan berat keseluruhan kereta.
4. Bahan magnet baru perlu mempunyai tiga ciri asas berikut: 1) mereka perlu mempunyai magnet; 2) terus mengekalkan kemagnetan dengan kehadiran medan magnet lain; 3) Boleh menahan suhu tinggi.
Menurut Tencent Technology News, pengeluar kenderaan elektrik Tesla telah menyatakan bahawa unsur -unsur nadir bumi tidak lagi akan digunakan dalam motor kereta, yang bermaksud bahawa jurutera Tesla harus sepenuhnya melepaskan kreativiti mereka dalam mencari penyelesaian alternatif.
Bulan lalu, Elon Musk mengeluarkan "bahagian ketiga pelan induk" pada acara Hari Pelabur Tesla. Antaranya, terdapat perincian kecil yang menyebabkan sensasi dalam bidang fizik. Colin Campbell, seorang eksekutif kanan di jabatan powertrain Tesla, mengumumkan bahawa pasukannya mengeluarkan magnet nadir bumi dari motor kerana isu rantaian bekalan dan kesan negatif yang signifikan menghasilkan magnet nadir bumi.
Untuk mencapai matlamat ini, Campbell membentangkan dua slaid yang melibatkan tiga bahan misteri dengan bijak yang dilabelkan sebagai Rare Earth 1, Rare Earth 2, dan Rare Earth 3. Slaid pertama mewakili keadaan semasa Tesla, di mana jumlah bumi nadir yang digunakan oleh syarikat dalam setiap kenderaan berkisar dari setengah kilogram hingga 10 gram. Pada slaid kedua, penggunaan semua unsur nadir bumi telah dikurangkan menjadi sifar.
Bagi ahli magnetologi yang mengkaji kuasa ajaib yang dihasilkan oleh gerakan elektronik dalam bahan -bahan tertentu, identiti nadir bumi 1 mudah dikenali, iaitu neodymium. Apabila ditambah kepada unsur -unsur biasa seperti besi dan boron, logam ini dapat membantu mewujudkan medan magnet yang kuat dan kuat. Tetapi beberapa bahan mempunyai kualiti ini, dan bahkan lebih sedikit unsur -unsur nadir bumi menghasilkan medan magnet yang dapat memindahkan kereta Tesla dengan berat lebih dari 2000 kilogram, serta banyak perkara lain dari robot perindustrian ke jet pejuang. Jika Tesla merancang untuk mengeluarkan neodymium dan unsur -unsur nadir bumi lain dari motor, magnet mana yang akan digunakan?
Bagi ahli fizik, satu perkara yang pasti: Tesla tidak mencipta jenis bahan magnet yang baru. Andy Blackburn, naib presiden eksekutif strategi di Niron Magnets, berkata, "Lebih dari 100 tahun, kita hanya mempunyai beberapa peluang untuk memperoleh magnet perniagaan baru." Niron Magnets adalah salah satu daripada beberapa permulaan yang cuba merebut peluang seterusnya.
Blackburn dan yang lain percaya bahawa Tesla telah memutuskan untuk melakukan dengan magnet yang kurang berkuasa. Di antara banyak kemungkinan, calon yang paling jelas adalah ferit: seramik yang terdiri daripada besi dan oksigen, dicampur dengan sedikit logam seperti strontium. Ia adalah murah dan mudah dikeluarkan, dan sejak tahun 1950 -an, pintu peti sejuk di seluruh dunia telah dihasilkan dengan cara ini.
Tetapi dari segi jumlah, magnetisme ferit hanya sepersepuluh dari magnet neodymium, yang menimbulkan persoalan baru. Ketua Pegawai Eksekutif Tesla Elon Musk selalu dikenali kerana tidak kompromi, tetapi jika Tesla beralih ke ferit, nampaknya beberapa konsesi mesti dibuat.
Adalah mudah untuk mempercayai bahawa bateri adalah kuasa kenderaan elektrik, tetapi pada hakikatnya, ia adalah memandu elektromagnet yang memacu kenderaan elektrik. Bukan kebetulan bahawa kedua -dua Tesla Company dan unit magnet "Tesla" dinamakan sempena orang yang sama. Apabila elektron mengalir melalui gegelung dalam motor, mereka menghasilkan medan elektromagnet yang memacu daya magnet yang bertentangan, menyebabkan batang motor berputar dengan roda.
Untuk roda belakang kereta Tesla, daya ini disediakan oleh motor dengan magnet kekal, bahan yang aneh dengan medan magnet yang stabil dan tiada input semasa, terima kasih kepada spin pintar elektron di sekeliling atom. Tesla hanya mula menambah magnet ini ke kereta kira -kira lima tahun yang lalu, untuk memperluaskan julat dan meningkatkan tork tanpa menaik taraf bateri. Sebelum ini, syarikat menggunakan motor induksi yang dihasilkan di sekitar elektromagnet, yang menghasilkan magnet dengan memakan elektrik. Model -model tersebut dilengkapi dengan motor depan masih menggunakan mod ini.
Pergerakan Tesla untuk meninggalkan bumi nadir dan magnet nampaknya agak pelik. Syarikat -syarikat kereta sering terobsesi dengan kecekapan, terutamanya dalam kes kenderaan elektrik, di mana mereka masih cuba memujuk pemandu untuk mengatasi ketakutan mereka. Tetapi apabila pengeluar kereta mula memperluaskan skala pengeluaran kenderaan elektrik, banyak projek yang sebelum ini dianggap terlalu tidak cekap adalah semula.
Ini telah mendorong pengeluar kereta, termasuk Tesla, untuk menghasilkan lebih banyak kereta menggunakan bateri litium besi fosfat (LFP). Berbanding dengan bateri yang mengandungi unsur -unsur seperti kobalt dan nikel, model -model ini sering mempunyai julat yang lebih pendek. Ini adalah teknologi yang lebih tua dengan berat badan yang lebih tinggi dan kapasiti penyimpanan yang lebih rendah. Pada masa ini, Model 3 yang dikuasakan oleh kuasa berkelajuan rendah mempunyai jarak 272 batu (kira-kira 438 kilometer), manakala model jauh S dilengkapi dengan bateri yang lebih maju boleh mencapai 400 batu (640 kilometer). Walau bagaimanapun, penggunaan bateri fosfat besi lithium mungkin merupakan pilihan perniagaan yang lebih masuk akal, kerana ia mengelakkan penggunaan bahan -bahan yang lebih mahal dan berisiko politik.
Walau bagaimanapun, Tesla tidak mungkin menggantikan magnet dengan sesuatu yang lebih teruk, seperti ferit, tanpa membuat perubahan lain. Fizik Universiti Uppsala Alaina Vishna berkata, "Anda akan membawa magnet besar di dalam kereta anda. Mujurlah, motor elektrik adalah mesin yang agak kompleks dengan banyak komponen lain yang secara teorinya boleh disusun semula untuk mengurangkan kesan menggunakan magnet yang lebih lemah.
Dalam model komputer, proterial syarikat bahan baru -baru ini menentukan bahawa banyak penunjuk prestasi motor pemacu nadir bumi boleh direplikasi dengan meletakkan magnet ferit dengan teliti dan menyesuaikan aspek lain dari reka bentuk motor. Dalam kes ini, berat motor hanya meningkat sebanyak kira -kira 30%, yang mungkin perbezaan kecil berbanding dengan berat keseluruhan kereta.
Walaupun sakit kepala ini, syarikat kereta masih mempunyai banyak sebab untuk meninggalkan unsur -unsur nadir bumi, dengan syarat mereka boleh melakukannya. Nilai seluruh pasaran nadir bumi adalah serupa dengan pasaran telur di Amerika Syarikat, dan secara teorinya, unsur -unsur nadir bumi dapat ditambang, diproses, dan diubah menjadi magnet di seluruh dunia, tetapi pada hakikatnya, proses -proses ini memberikan banyak cabaran.
Penganalisis mineral dan blogger pemerhatian nadir bumi yang popular Thomas Krumer berkata, "Ini adalah industri $ 10 bilion, tetapi nilai produk yang dibuat setiap tahun berkisar dari $ 2 trilion hingga $ 3 trilion, yang merupakan tuas besar. Begitu juga untuk kereta. Walaupun mereka hanya mengandungi beberapa kilogram bahan ini, mengeluarkannya bermakna kereta tidak dapat lagi berjalan kecuali anda sanggup mengubah reka bentuk keseluruhan enjin
Amerika Syarikat dan Eropah cuba mempelbagaikan rantaian bekalan ini. Lombong Rare Earth California, yang ditutup pada awal abad ke -21, baru -baru ini telah dibuka semula dan kini membekalkan 15% sumber -sumber nadir bumi di dunia. Di Amerika Syarikat, agensi kerajaan (terutamanya Jabatan Pertahanan) perlu menyediakan magnet yang kuat untuk peralatan seperti kapal terbang dan satelit, dan mereka bersemangat untuk melabur dalam rantaian bekalan dalam negeri dan di kawasan seperti Jepun dan Eropah. Tetapi memandangkan kos, teknologi yang diperlukan, dan isu -isu alam sekitar, ini adalah proses perlahan yang boleh bertahan selama beberapa tahun atau bahkan beberapa dekad.
Masa Post: Mei-11-2023