Aufgrund von Versorgungsketten- und Umweltproblemen arbeitet die Antriebsstrangabteilung von Tesla hart daran, Seltenerdmagnete von Motoren zu entfernen und sucht nach alternativen Lösungen.
Tesla hat noch kein völlig neues Magnetmaterial erfunden, daher kann es mit vorhandenen Technologien ausfallen und höchstwahrscheinlich mit billigen und leicht hergestellten Ferriten verwendet.
Durch sorgfältige Positionierung von Ferritmagneten und die Anpassung anderer Aspekte des Motordesigns viele Leistungsindikatoren vonSeltene ErdeAntriebsmotoren können repliziert werden. In diesem Fall steigt das Gewicht des Motors nur um etwa 30%, was ein kleiner Unterschied im Vergleich zum Gesamtgewicht des Autos sein kann.
4. Neue Magnetmaterialien müssen die folgenden drei grundlegenden Eigenschaften haben: 1) Sie müssen Magnetismus haben; 2) weiterhin den Magnetismus in Gegenwart anderer Magnetfelder aufrechtzuerhalten; 3) können hohen Temperaturen standhalten.
Laut Tencent Technology News hat der Elektrofahrzeughersteller Tesla erklärt, dass Seltene erdelemente nicht mehr in seinen Automotoren verwendet werden, was bedeutet, dass die Ingenieure von Tesla ihre Kreativität bei der Suche nach alternativen Lösungen vollständig auslösen müssen.
Im vergangenen Monat veröffentlichte Elon Musk beim Tesla Investor Day den „Dritten Teil des Masterplans“. Unter ihnen gibt es ein kleines Detail, das auf dem Gebiet der Physik zu einer Empfindung geführt hat. Colin Campbell, leitender Angestellter in Teslas Antriebsstrangabteilung, kündigte an, dass sein Team aufgrund von Problemen der Lieferkette und den erheblichen negativen Auswirkungen der Erzeugung von Seltenerdmagneten aus Motoren von Seltenerd aus Motoren entfernt.
Um dieses Ziel zu erreichen, präsentierte Campbell zwei Folien mit drei mysteriösen Materialien, die geschickt als Seltene Erde 1, Seltener Erde 2 und Seltenerde beinhalteten. Auf der zweiten Folie wurde die Verwendung aller Seltenerdelemente auf Null reduziert.
Für Magnetologen, die die magische Leistung untersuchen, die durch elektronische Bewegung in bestimmten Materialien erzeugt wird, ist die Identität von Seltenerde 1 leicht zu erkennen, nämlich Neodym. Wenn dieses Metall zu gemeinsamen Elementen wie Eisen und Bor hinzugefügt wird, kann es dazu beitragen, ein starkes, immer auf Magnetfeld zu erzeugen. Aber nur wenige Materialien haben diese Qualität, und noch weniger Seltenerdelemente erzeugen Magnetfelder, die Tesla -Autos mit einem Gewicht von mehr als 2000 Kilogramm sowie vielen anderen Dingen von Industrie -Robotern bis zu Kampfjets bewegen können. Wenn Tesla plant, Neodym und andere Seltenerdelemente aus dem Motor zu entfernen, welchen Magneten wird er stattdessen verwendet?
Für Physiker ist eines sicher: Tesla hat keine völlig neue Art von magnetischem Material erfunden. Andy Blackburn, Executive Vice President für Strategie bei Niron Magneten, sagte: "In über 100 Jahren haben wir möglicherweise nur wenige Möglichkeiten, neue Geschäftsmagneten zu erwerben." Niron Magnete ist eines der wenigen Startups, die versuchen, die nächste Gelegenheit zu nutzen.
Blackburn und andere glauben, dass es wahrscheinlicher ist, dass Tesla beschlossen hat, mit einem viel weniger mächtigen Magneten auszukommen. Unter vielen Möglichkeiten ist der offensichtlichste Kandidat Ferrit: eine Keramik aus Eisen und Sauerstoff, gemischt mit einer geringen Menge Metall wie Strontium. Es ist sowohl billig als auch einfach herzustellen, und seit den 1950er Jahren wurden Kühlschranktüren auf der ganzen Welt auf diese Weise hergestellt.
In Bezug auf das Volumen ist der Magnetismus von Ferrit jedoch nur ein zehntel der von Neodym -Magneten, was neue Fragen aufwirft. Elon Musk, CEO von Tesla, war schon immer dafür bekannt, kompromisslos zu sein, aber wenn Tesla auf Ferrit wechseln soll, scheint es, dass einige Zugeständnisse gemacht werden müssen.
Es ist leicht zu glauben, dass Batterien die Leistung von Elektrofahrzeugen sind, aber in Wirklichkeit ist es elektromagnetisches Fahren, das Elektrofahrzeuge antreibt. Es ist kein Zufall, dass sowohl die Tesla Company als auch die magnetische Einheit „Tesla“ nach derselben Person benannt sind. Wenn Elektronen in einem Motor durch die Spulen fließen, erzeugen sie ein elektromagnetisches Feld, das die gegenüberliegende Magnetkraft antreibt und die Welle des Motors mit den Rädern dreht.
Für die hinteren Räder von Tesla -Autos werden diese Kräfte von Motoren mit permanenten Magneten, einem seltsamen Material mit einem stabilen Magnetfeld und ohne Stromeingabe dank der cleveren Elektronen um Atome bereitgestellt. Tesla begann erst vor etwa fünf Jahren, diese Magnete zu Autos hinzuzufügen, um die Reichweite zu verlängern und das Drehmoment zu erhöhen, ohne die Batterie zu verbessern. Zuvor verwendete das Unternehmen Induktionsmotoren, die um Elektromagneten hergestellt wurden, was den Magnetismus durch den Verzehr von Strom erzeugt. Die mit Frontmotoren ausgestatteten Modelle nutzen diesen Modus noch.
Teslas Schritt, seltene Erden und Magnete aufzugeben, scheint etwas seltsam. Autounternehmen sind oft von Effizienz besessen, insbesondere bei Elektrofahrzeugen, wo sie immer noch versuchen, die Fahrer zu überzeugen, ihre Angst vor Reichweite zu überwinden. Da die Automobilhersteller jedoch anfangen, die Produktionsskala von Elektrofahrzeugen zu erweitern, tauchen viele Projekte, die bisher als zu ineffizient angesehen wurden, auf.
Dies hat die Automobilhersteller, einschließlich Tesla, dazu veranlasst, mehr Autos mit Lithium -Eisenphosphat (LFP) -Batterien (Lithium -Eisenphosphat) zu produzieren. Im Vergleich zu Batterien, die Elemente wie Kobalt und Nickel enthalten, haben diese Modelle häufig einen kürzeren Bereich. Dies ist eine ältere Technologie mit größerem Gewicht und niedrigerer Speicherkapazität. Gegenwärtig hat das Modell 3, das mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird, eine Reichweite von 272 Meilen (ca. 438 Kilometer), während das mit fortgeschrittenere Batterien ausgestattete Fernmodell S 400 Meilen (640 Kilometer) erreichen kann. Die Verwendung einer Lithium -Eisen -Phosphat -Batterie kann jedoch eine vernünftigere Geschäftswahl sein, da sie die Verwendung von teureren und sogar politisch riskanten Materialien vermeidet.
Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass Tesla Magnete einfach durch etwas Schlimmeres wie Ferrit ersetzt, ohne andere Änderungen vorzunehmen. Die Physikerin der Universität von Uppsala, Alaina Vishna, sagte: „Sie werden einen riesigen Magneten in Ihrem Auto tragen. Glücklicherweise sind Elektromotoren ziemlich komplexe Maschinen mit vielen anderen Komponenten, die theoretisch neu angeordnet werden können, um den Einfluss der Verwendung schwächerer Magnete zu verringern.
In Computermodellen stellte das materielle Unternehmen Proterial kürzlich fest, dass viele Leistungsindikatoren für Seltene Erdantriebsmotoren repliziert werden können, indem Ferritmagnete sorgfältig positioniert und andere Aspekte des motorischen Designs angepasst werden. In diesem Fall steigt das Gewicht des Motors nur um etwa 30%, was ein kleiner Unterschied im Vergleich zum Gesamtgewicht des Autos sein kann.
Trotz dieser Kopfschmerzen haben Autounternehmen immer noch viele Gründe, Seltenerdelemente aufzugeben, sofern sie dies tun können. Der Wert des gesamten Marktes für Seltenerds ähnelt dem des Eiermarktes in den Vereinigten Staaten, und theoretisch können Seltenerdelemente abgebaut, verarbeitet und in Magnete weltweit umgewandelt werden. In Wirklichkeit stellen diese Prozesse jedoch viele Herausforderungen.
Der Mineralanalyst und der beliebte Blogger der Seltenerdbeobachtung, Thomas Krumer, sagte: „Dies ist eine 10 -Milliarden -Dollar -Branche, aber der Wert der pro Jahr geschaffenen Produkte liegt zwischen 2 Billionen US -Dollar bis 3 Billionen US -Dollar, was ein großer Hebel ist. Das gleiche gilt für Autos. Auch wenn sie nur ein paar Kilogramm dieser Substanz enthalten, bedeutet das Entfernen, dass Autos nicht mehr laufen können, es sei denn, Sie sind bereit, den gesamten Motor neu zu gestalten
Die Vereinigten Staaten und Europa versuchen, diese Lieferkette zu diversifizieren. Die kalifornischen Seltenen Erden Minen, die im frühen 21. Jahrhundert geschlossen wurden, haben kürzlich wieder geöffnet und liefern derzeit 15% der weltweiten Ressourcen der Seltenen Erdung. In den Vereinigten Staaten müssen Regierungsbehörden (insbesondere das Verteidigungsministerium) leistungsstarke Magnete für Geräte wie Flugzeuge und Satelliten bereitstellen, und sie sind begeistert davon, in Inland und in Regionen wie Japan und Europa in Versorgungsketten zu investieren. In Anbetracht der Kosten, der erforderlichen Technologie und der Umweltprobleme ist dies jedoch ein langsamer Prozess, der mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern kann.
Postzeit: Mai-11-2023