Disebabkan oleh rantaian bekalan dan isu alam sekitar, jabatan powertrain Tesla sedang berusaha keras untuk mengeluarkan magnet nadir bumi daripada motor dan sedang mencari penyelesaian alternatif.
Tesla belum lagi mencipta bahan magnet yang benar-benar baharu, jadi ia mungkin sesuai dengan teknologi sedia ada, kemungkinan besar menggunakan ferit yang murah dan mudah dihasilkan.
Dengan meletakkan magnet ferit dengan berhati-hati dan melaraskan aspek lain reka bentuk motor, banyak penunjuk prestasinadir bumimotor pemacu boleh ditiru.Dalam kes ini, berat motor hanya meningkat kira-kira 30%, yang mungkin perbezaan kecil berbanding dengan berat keseluruhan kereta.
4. Bahan magnet baharu perlu mempunyai tiga ciri asas berikut: 1) ia perlu mempunyai kemagnetan;2) Teruskan mengekalkan kemagnetan dengan kehadiran medan magnet lain;3) Boleh menahan suhu tinggi.
Menurut Tencent Technology News, pengeluar kenderaan elektrik Tesla telah menyatakan bahawa unsur nadir bumi tidak lagi akan digunakan dalam motor keretanya, yang bermaksud bahawa jurutera Tesla perlu mengeluarkan sepenuhnya kreativiti mereka dalam mencari penyelesaian alternatif.
Bulan lepas, Elon Musk mengeluarkan "Bahagian Ketiga Pelan Induk" pada acara Hari Pelabur Tesla.Antaranya, terdapat perincian kecil yang telah menimbulkan sensasi dalam bidang fizik.Colin Campbell, seorang eksekutif kanan di jabatan powertrain Tesla, mengumumkan bahawa pasukannya sedang mengeluarkan magnet nadir bumi daripada motor kerana isu rantaian bekalan dan kesan negatif yang ketara daripada menghasilkan magnet nadir bumi.
Untuk mencapai matlamat ini, Campbell membentangkan dua slaid yang melibatkan tiga bahan misteri yang dilabel dengan bijak sebagai nadir bumi 1, nadir bumi 2 dan nadir bumi 3. Slaid pertama mewakili keadaan semasa Tesla, di mana jumlah nadir bumi yang digunakan oleh syarikat dalam setiap kenderaan berkisar antara setengah kilogram hingga 10 gram.Pada slaid kedua, penggunaan semua unsur nadir bumi telah dikurangkan kepada sifar.
Bagi ahli magnet yang mengkaji kuasa ajaib yang dihasilkan oleh gerakan elektronik dalam bahan tertentu, identiti nadir bumi 1 mudah dikenali, iaitu neodymium.Apabila ditambah kepada unsur-unsur biasa seperti besi dan boron, logam ini boleh membantu mencipta medan magnet yang kuat dan sentiasa berada.Tetapi beberapa bahan mempunyai kualiti ini, malah lebih sedikit unsur nadir bumi menjana medan magnet yang boleh menggerakkan kereta Tesla dengan berat lebih 2000 kilogram, serta banyak perkara lain daripada robot industri kepada jet pejuang.Jika Tesla bercadang untuk mengeluarkan neodymium dan unsur nadir bumi lain daripada motor, magnet manakah yang akan digunakannya?
Bagi ahli fizik, satu perkara yang pasti: Tesla tidak mencipta jenis bahan magnet yang benar-benar baru.Andy Blackburn, Naib Presiden Eksekutif Strategi di NIron Magnets, berkata, "Dalam lebih 100 tahun, kami mungkin hanya mempunyai sedikit peluang untuk memperoleh magnet perniagaan baharu."NIron Magnets adalah salah satu daripada beberapa syarikat permulaan yang cuba merebut peluang seterusnya.
Blackburn dan yang lain percaya kemungkinan besar Tesla telah membuat keputusan untuk menggunakan magnet yang kurang berkuasa.Di antara banyak kemungkinan, calon yang paling jelas ialah ferit: seramik yang terdiri daripada besi dan oksigen, dicampur dengan sejumlah kecil logam seperti strontium.Ia murah dan mudah untuk dikeluarkan, dan sejak tahun 1950-an, pintu peti sejuk di seluruh dunia telah dihasilkan dengan cara ini.
Tetapi dari segi isipadu, kemagnetan ferit hanya sepersepuluh daripada magnet neodymium, yang menimbulkan persoalan baru.Ketua Pegawai Eksekutif Tesla Elon Musk sentiasa dikenali sebagai tidak berkompromi, tetapi jika Tesla beralih kepada ferit, nampaknya beberapa konsesi mesti dibuat.
Adalah mudah untuk mempercayai bahawa bateri adalah kuasa kenderaan elektrik, tetapi pada hakikatnya, pemanduan elektromagnet yang memacu kenderaan elektrik.Bukan kebetulan bahawa kedua-dua Syarikat Tesla dan unit magnet "Tesla" dinamakan sempena nama orang yang sama.Apabila elektron mengalir melalui gegelung dalam motor, ia menghasilkan medan elektromagnet yang memacu daya magnet yang bertentangan, menyebabkan aci motor berputar dengan roda.
Untuk roda belakang kereta Tesla, daya ini disediakan oleh motor dengan magnet kekal, bahan pelik dengan medan magnet yang stabil dan tiada input semasa, terima kasih kepada putaran pintar elektron di sekeliling atom.Tesla hanya mula menambah magnet ini pada kereta kira-kira lima tahun lalu, untuk memanjangkan julat dan meningkatkan tork tanpa menaik taraf bateri.Sebelum ini, syarikat itu menggunakan motor aruhan yang dihasilkan di sekeliling elektromagnet, yang menjana kemagnetan dengan menggunakan tenaga elektrik.Model yang dilengkapi dengan motor hadapan masih menggunakan mod ini.
Langkah Tesla untuk meninggalkan nadir bumi dan magnet kelihatan agak pelik.Syarikat kereta sering terobsesi dengan kecekapan, terutamanya dalam kes kenderaan elektrik, di mana mereka masih cuba memujuk pemandu untuk mengatasi ketakutan mereka terhadap jarak jauh.Tetapi apabila pengeluar kereta mula mengembangkan skala pengeluaran kenderaan elektrik, banyak projek yang sebelum ini dianggap terlalu tidak cekap muncul semula.
Ini telah mendorong pengeluar kereta, termasuk Tesla, untuk mengeluarkan lebih banyak kereta menggunakan bateri lithium iron phosphate (LFP).Berbanding dengan bateri yang mengandungi unsur seperti kobalt dan nikel, model ini selalunya mempunyai julat yang lebih pendek.Ini adalah teknologi lama dengan berat yang lebih besar dan kapasiti storan yang lebih rendah.Pada masa ini, Model 3 yang dikuasakan oleh kuasa kelajuan rendah mempunyai jarak 272 batu (kira-kira 438 kilometer), manakala Model S jauh yang dilengkapi dengan bateri yang lebih canggih boleh mencapai 400 batu (640 kilometer).Walau bagaimanapun, penggunaan bateri litium besi fosfat mungkin merupakan pilihan perniagaan yang lebih masuk akal, kerana ia mengelakkan penggunaan bahan yang lebih mahal dan malah berisiko politik.
Walau bagaimanapun, Tesla tidak mungkin hanya menggantikan magnet dengan sesuatu yang lebih teruk, seperti ferit, tanpa membuat sebarang perubahan lain.Ahli fizik Universiti Uppsala Alaina Vishna berkata, "Anda akan membawa magnet besar di dalam kereta anda.Nasib baik, motor elektrik adalah mesin yang agak kompleks dengan banyak komponen lain yang secara teorinya boleh disusun semula untuk mengurangkan kesan penggunaan magnet yang lebih lemah.
Dalam model komputer, syarikat bahan Proterial baru-baru ini menentukan bahawa banyak penunjuk prestasi motor pemacu nadir bumi boleh direplikasi dengan meletakkan magnet ferit dengan berhati-hati dan melaraskan aspek lain dalam reka bentuk motor.Dalam kes ini, berat motor hanya meningkat kira-kira 30%, yang mungkin perbezaan kecil berbanding dengan berat keseluruhan kereta.
Walaupun pening kepala ini, syarikat kereta masih mempunyai banyak sebab untuk meninggalkan unsur nadir bumi, dengan syarat mereka boleh berbuat demikian.Nilai keseluruhan pasaran nadir bumi adalah serupa dengan pasaran telur di Amerika Syarikat, dan secara teorinya, unsur nadir bumi boleh dilombong, diproses dan ditukar menjadi magnet di seluruh dunia, tetapi pada hakikatnya, proses ini memberikan banyak cabaran.
Penganalisis mineral dan penulis blog pemerhatian nadir bumi popular Thomas Krumer berkata, “Ini adalah industri bernilai $10 bilion, tetapi nilai produk yang dihasilkan setiap tahun berkisar antara $2 trilion hingga $3 trilion, yang merupakan tuil yang besar.Begitu juga dengan kereta.Walaupun ia hanya mengandungi beberapa kilogram bahan ini, mengeluarkannya bermakna kereta tidak boleh berjalan lagi melainkan anda bersedia untuk mereka bentuk semula keseluruhan enjin
Amerika Syarikat dan Eropah cuba mempelbagaikan rantaian bekalan ini.Lombong nadir bumi California, yang ditutup pada awal abad ke-21, baru-baru ini dibuka semula dan kini membekalkan 15% daripada sumber nadir bumi dunia.Di Amerika Syarikat, agensi kerajaan (terutamanya Jabatan Pertahanan) perlu menyediakan magnet berkuasa untuk peralatan seperti kapal terbang dan satelit, dan mereka bersemangat untuk melabur dalam rantaian bekalan di dalam negara dan di wilayah seperti Jepun dan Eropah.Tetapi mengambil kira kos, teknologi yang diperlukan dan isu alam sekitar, ini adalah proses perlahan yang boleh bertahan selama beberapa tahun atau bahkan beberapa dekad.
Masa siaran: 11 Mei 2023