Kusabab ranté suplai sareng masalah lingkungan, departemén powertrain Tesla nuju kerja keras pikeun ngaleungitkeun magnet bumi jarang tina motor sareng milarian solusi alternatif.
Tesla henteu acan nimukeun bahan magnét anu énggal, ku kituna tiasa dilakukeun ku téknologi anu aya, paling dipikaresep ngagunakeun ferrite anu murah sareng gampang diproduksi.
Ku taliti positioning magnet ferrite tur nyaluyukeun aspék séjén desain motor, loba indikator kinerjabumi jarangmotor drive bisa replicated. Dina hal ieu, beurat motor ngan ngaronjat ku ngeunaan 30%, nu bisa jadi béda leutik dibandingkeun beurat sakabéh mobil.
4. Bahan magnet anyar kudu mibanda tilu ciri dasar: 1) kudu mibanda magnet; 2) Terus ngajaga magnetisme ku ayana médan magnét anu sanés; 3) Bisa tahan suhu luhur.
Numutkeun kana Tencent Technology News, produsén kandaraan listrik Tesla parantos nyatakeun yén unsur bumi jarang moal dianggo deui dina motor mobilna, anu hartosna insinyur Tesla kedah pinuh ngaleupaskeun kreativitasna dina milarian solusi alternatif.
Bulan kamari, Elon Musk ngarilis "Bagian Katilu tina Rencana Master" dina acara Tesla Investor Day. Di antarana, aya jéntré leutik nu geus ngabalukarkeun sensasi dina widang fisika. Colin Campbell, eksekutif senior di departemén powertrain Tesla, ngumumkeun yén timnya ngaleungitkeun magnet bumi jarang tina motor kusabab masalah ranté suplai sareng dampak negatif anu signifikan tina ngahasilkeun magnet bumi jarang.
Pikeun ngahontal tujuan ieu, Campbell dibere dua slides ngalibetkeun tilu bahan misterius cleverly dilabélan salaku rare earth 1, rare earth 2, jeung rare earth 3. Slide kahiji ngagambarkeun kaayaan Tesla urang ayeuna, dimana jumlah rare earths dipaké ku pausahaan dina unggal wahana. kisaran ti satengah kilogram dugi ka 10 gram. Dina slide kadua, pamakean sadaya unsur bumi jarang diréduksi jadi nol.
Pikeun magnetologists anu nalungtik kakuatan gaib dihasilkeun ku gerak éléktronik dina bahan nu tangtu, identitas bumi jarang 1 gampang recognizable, nu neodymium. Lamun ditambahkeun kana elemen umum kayaning beusi jeung boron, logam ieu bisa mantuan nyieun kuat, salawasna dina médan magnét. Tapi sababaraha bahan boga kualitas ieu, komo saeutik unsur bumi jarang ngahasilkeun médan magnét nu bisa mindahkeun mobil Tesla beuratna leuwih 2000 kilogram, kitu ogé loba hal séjén ti robot industri jeung jet tempur. Upami Tesla ngarencanakeun ngaleupaskeun neodymium sareng unsur bumi jarang anu sanés tina motor, magnet mana anu bakal dianggo?
Pikeun fisikawan, hiji hal anu pasti: Tesla teu invent tipe lengkep anyar tina bahan magnét. Andy Blackburn, Wakil Présidén Eksekutif Stratégi di NIron Magnets, nyarios, "Dina langkung ti 100 taun, urang ngan ukur gaduh sababaraha kasempetan pikeun nyandak magnet bisnis anyar." NIron Magnets mangrupakeun salah sahiji ti saeutik startups nyoba nangkep kasempetan salajengna.
Blackburn sareng anu sanésna yakin yén Tesla parantos mutuskeun pikeun ngalakukeun magnet anu kurang kuat. Diantara loba kemungkinan, calon paling atra nyaéta ferrite: keramik diwangun ku beusi jeung oksigén, dicampurkeun jeung jumlah leutik logam kayaning strontium. Éta murah sareng gampang didamel, sareng ti taun 1950-an, panto kulkas di sakumna dunya parantos diproduksi ku cara ieu.
Tapi dina jihat volume, magnetism of ferrite ngan hiji kasapuluh tina magnet neodymium, nu raises patarosan anyar. CEO Tesla Elon kasturi geus salawasna geus dipikawanoh pikeun mahluk uncompromising, tapi lamun Tesla bakal mindahkeun kana ferrite, sigana nu sababaraha concessions kudu dilakukeun.
Gampang percanten yén batré mangrupikeun kakuatan kendaraan listrik, tapi dina kanyataanana, nyetir éléktromagnétik anu nyetir kendaraan listrik. Henteu kabeneran yén Tesla Company sareng unit magnét "Tesla" dingaranan jalma anu sami. Nalika éléktron ngalir ngaliwatan coils dina motor, aranjeunna ngahasilkeun médan éléktromagnétik nu drive gaya magnét sabalikna, ngabalukarkeun aci motor urang muterkeun kalawan roda.
Pikeun roda pungkur mobil Tesla, gaya ieu disadiakeun ku motor jeung magnét permanén, bahan aneh jeung médan magnét stabil sarta euweuh input ayeuna, berkat spin pinter éléktron sabudeureun atom. Tesla ngan ukur ngamimitian nambihan magnet ieu kana mobil sakitar lima taun ka pengker, supados manjangkeun jangkauan sareng ningkatkeun torsi tanpa ningkatkeun batréna. Sateuacanna, perusahaan nganggo motor induksi anu didamel sakitar éléktromagnét, anu ngahasilkeun magnetisme ku ngonsumsi listrik. Éta modél anu dilengkepan ku motor hareup masih ngagunakeun mode ieu.
Gerakan Tesla pikeun ngantunkeun bumi jarang sareng magnet sigana rada anéh. Pausahaan mobil mindeng obsessed jeung efisiensi, utamana dina kasus kandaraan listrik, dimana maranéhna masih nyoba ngolo-ngolo drivers nungkulan sieun maranéhanana rentang. Tapi nalika produsén mobil mimiti ngalegaan skala produksi kandaraan listrik, seueur proyék anu saacanna dianggap teu cekap teuing muncul deui.
Ieu nyababkeun produsén mobil, kalebet Tesla, pikeun ngahasilkeun langkung seueur mobil nganggo batré litium iron fosfat (LFP). Dibandingkeun sareng batré anu ngandung unsur sapertos kobalt sareng nikel, modél ieu sering gaduh jarak anu langkung pondok. Ieu mangrupikeun téknologi anu langkung lami kalayan beurat anu langkung ageung sareng kapasitas panyimpen anu langkung handap. Ayeuna, Modél 3 anu dikuatkeun ku kakuatan-kacepetan rendah ngagaduhan jarak 272 mil (kira-kira 438 kilométer), sedengkeun Model S jauh anu dilengkepan batré anu langkung maju tiasa ngahontal 400 mil (640 kilométer). Sanajan kitu, pamakéan batré litium beusi fosfat bisa jadi pilihan bisnis leuwih wijaksana, sabab avoids pamakéan bahan leuwih mahal komo picilakaeun politis.
Sanajan kitu, Tesla saperti teu mirip saukur ngaganti magnet ku hal goréng, kayaning ferrite, tanpa nyieun parobahan séjénna. Fisikawan Universitas Uppsala Alaina Vishna nyarios, "Anjeun bakal mawa magnet anu ageung dina mobil anjeun. Untungna, motor listrik mangrupikeun mesin anu kompleks sareng seueur komponén sanésna anu sacara téoritis tiasa disusun ulang pikeun ngirangan dampak ngagunakeun magnet anu langkung lemah.
Dina modél komputer, perusahaan bahan Proterial nembé netepkeun yén seueur indikator kinerja motor drive bumi jarang tiasa ditiru ku sacara saksama nempatkeun magnet ferrite sareng nyaluyukeun aspék desain motor anu sanés. Dina hal ieu, beurat motor ngan ngaronjat ku ngeunaan 30%, nu bisa jadi béda leutik dibandingkeun beurat sakabéh mobil.
Sanaos nyeri sirah ieu, perusahaan mobil masih gaduh seueur alesan pikeun ngantunkeun unsur bumi jarang, upami aranjeunna tiasa ngalakukeunana. Nilai sadaya pasar bumi jarang sami sareng pasar endog di Amérika Serikat, sareng sacara téoritis, unsur bumi jarang tiasa ditambang, diolah, sareng dirobih janten magnet di dunya, tapi kanyataanana, prosés ieu nampilkeun seueur tantangan.
Analis mineral sareng blogger observasi bumi jarang populér Thomas Krumer nyarios, "Ieu industri $ 10 milyar, tapi nilai produk anu diciptakeun unggal taun kisaran ti $ 2 triliun dugi ka $ 3 triliun, anu mangrupikeun tuas anu ageung. Sami lumaku pikeun mobil. Sanaos aranjeunna ngan ukur ngandung sababaraha kilogram zat ieu, ngaleungitkeun éta hartosna mobil henteu tiasa jalan deui kecuali anjeun daék ngadesain ulang sadayana mesin.
Amérika Serikat sareng Éropa nyobian ngabédakeun ranté suplai ieu. Pertambangan bumi jarang California, anu ditutup dina awal abad ka-21, nembé dibuka deui sareng ayeuna nyayogikeun 15% sumber bumi jarang di dunya. Di Amérika Serikat, lembaga pamaréntahan (utamana Departemen Pertahanan) kedah nyayogikeun magnet anu kuat pikeun alat-alat sapertos kapal terbang sareng satelit, sareng aranjeunna sumanget pikeun investasi dina ranté pasokan domestik sareng di daérah sapertos Jepang sareng Eropa. Tapi tempo biaya, téhnologi diperlukeun, jeung masalah lingkungan, ieu téh prosés slow nu bisa lepas pikeun sababaraha taun atawa malah dekade.
waktos pos: May-11-2023