Piegādes ķēdes un vides problēmu dēļ Tesla spēka piedziņas nodaļa smagi strādā, lai no motoriem noņemtu retzemju magnētus un meklētu alternatīvus risinājumus.
Tesla vēl nav izgudrojis pilnīgi jaunu magnētu materiālu, tāpēc tas var darīt ar esošo tehnoloģiju, visticamāk, izmantojot lētu un viegli ražotu ferītu.
Rūpīgi novietojot ferīta magnētus un pielāgojot citus motora dizaina aspektus, daudzi veiktspējas rādītājiretzemeDrive motorus var atkārtot. Šajā gadījumā motora svars palielinās tikai par aptuveni 30%, kas var būt neliela atšķirība salīdzinājumā ar automašīnas kopējo svaru.
4. Jauniem magnēta materiāliem jābūt šādiem trim pamatīpašībām: 1) tiem jābūt magnētismam; 2) turpināt uzturēt magnētismu citu magnētisko lauku klātbūtnē; 3) var izturēt augstu temperatūru.
Saskaņā ar Tencent Technology News, elektrisko transportlīdzekļu ražotājs Tesla ir paziņojis, ka retzemju elementi vairs netiks izmantoti tā autos, kas nozīmē, ka Tesla inženieriem būs pilnībā jāatlaiž viņu radošums alternatīvu risinājumu atrašanā.
Pagājušajā mēnesī Elons Musks izlaida “ģenerālplāna trešo daļu” Tesla Investor Day pasākumā. Starp tiem ir neliela detaļa, kas ir izraisījusi sensāciju fizikas jomā. Kolins Kempbels, Tesla Powertrain departamenta vecākais izpilddirektors, paziņoja, ka viņa komanda no motoriem noņem retzemju magnētus piegādes ķēdes problēmu dēļ un būtisku negatīvu ietekmi, ko rada retzemju magnēti.
Lai sasniegtu šo mērķi, Kempbela uzrādīja divus slaidus, kuros iesaistīti trīs noslēpumaini materiāli, kas gudri marķēti kā retzemju 1, retzemju 2 un retzeme. Pirmais slaids apzīmē Tesla pašreizējo situāciju, kurā retzemju daudzums, ko uzņēmums izmanto katrā transportlīdzeklī, svārstās no pusi kilogrammas līdz 10 gramiem. Otrajā slaidā visu retzemju elementu izmantošana ir samazināta līdz nullei.
Magnetologiem, kuri dažos materiālos pēta maģisko jaudu, kas rodas elektroniskā kustībā, 1 ir viegli atpazīstama retzemju identitāte, kas ir neodīmija. Pievienojot tādiem kopīgiem elementiem kā dzelzs un bora, šis metāls var palīdzēt radīt spēcīgu, vienmēr uz magnētiskā lauka. Bet dažiem materiāliem ir šāda kvalitāte, un vēl mazāk retzemju elementu rada magnētiskos laukus, kas var pārvietot Tesla automašīnas, kuru sver vairāk nekā 2000 kilogramus, kā arī daudzas citas lietas, sākot no rūpnieciskajiem robotiem līdz iznīcinātājiem. Ja Tesla plāno no motora noņemt neodīmiju un citus retzemju elementus, kuru magnētu tā izmantos?
Fiziķiem viens ir skaidrs: Tesla neizgudroja pilnīgi jauna veida magnētisko materiālu. Andijs Blekburns, Niron magnētu stratēģijas viceprezidents, sacīja: "Vairāk nekā 100 gadu laikā mums var būt tikai dažas iespējas iegūt jaunus biznesa magnētus." Niron magnēti ir viens no nedaudzajiem jaunuzņēmumiem, kas mēģina izmantot nākamo iespēju.
Blekburns un citi uzskata, ka ir ticamāk, ka Tesla ir nolēmis darīt daudz ar mazāk spēcīgu magnētu. Starp daudzām iespējām acīmredzamākais kandidāts ir ferīts: keramika, kas sastāv no dzelzs un skābekļa, sajaukts ar nelielu daudzumu metāla, piemēram, stroncija. Tas ir gan lēts, gan viegli izgatavojams, un kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem ledusskapja durvis visā pasaulē ir ražotas šādā veidā.
Bet tilpuma ziņā ferīta magnētisms ir tikai desmitais desmitais neodīma magnētu līmenis, kas rada jaunus jautājumus. Tesla izpilddirektors Elons Musks vienmēr ir bijis pazīstams kā bezkompromisa, bet, ja Tesla vēlas pāriet uz ferītu, šķiet, ka ir jāveic dažas koncesijas.
Ir viegli noticēt, ka baterijas ir elektrisko transportlīdzekļu jauda, taču patiesībā elektromagnētiskā braukšana vada elektriskos transportlīdzekļus. Nav nejaušība, ka gan Tesla Company, gan magnētiskā vienība “Tesla” ir nosaukti tās pašas personas vārdā. Kad elektroni plūst caur spolēm motorā, tie ģenerē elektromagnētisko lauku, kas virza pretējo magnētisko spēku, izraisot motora vārpstas pagriezienu ar riteņiem.
Tesla automašīnu aizmugurējiem riteņiem šos spēkus nodrošina motori ar pastāvīgiem magnētiem, dīvains materiāls ar stabilu magnētisko lauku un bez strāvas ievades, pateicoties gudram elektronu griezienam ap atomiem. Tesla sāka pievienot šos magnētus tikai pirms apmēram pieciem gadiem, lai paplašinātu diapazonu un palielinātu griezes momentu, neveicot akumulatoru. Pirms tam uzņēmums izmantoja indukcijas motorus, kas ražoti ap elektromagnētiem, kas rada magnētismu, patērējot elektrību. Šie modeļi, kas aprīkoti ar priekšējiem motoriem, joprojām izmanto šo režīmu.
Tesla virzība atteikties no retzemju un magnētiem šķiet mazliet dīvaini. Automašīnu uzņēmumi bieži ir apsēsti ar efektivitāti, it īpaši elektrisko transportlīdzekļu gadījumā, kur viņi joprojām cenšas pārliecināt autovadītājus pārvarēt bailes no diapazona. Bet, tā kā automašīnu ražotāji sāk paplašināt elektrisko transportlīdzekļu ražošanas skalu, daudzi projekti, kas iepriekš tika uzskatīti par pārāk neefektīviem, tiek atjaunoti.
Tas ir pamudinājis automašīnu ražotājus, ieskaitot Tesla, ražot vairāk automašīnu, izmantojot litija dzelzs fosfāta (LFP) baterijas. Salīdzinot ar baterijām, kas satur tādus elementus kā kobalts un niķelis, šiem modeļiem bieži ir īsāks diapazons. Šī ir vecāka tehnoloģija ar lielāku svaru un zemāku uzglabāšanas jaudu. Pašlaik 3. modelim, ko darbina ar maza ātruma jaudu, diapazons ir 272 jūdzes (aptuveni 438 kilometri), savukārt attālais modelis S, kas aprīkots ar uzlabotām baterijām, var sasniegt 400 jūdzes (640 kilometru). Tomēr litija dzelzs fosfāta akumulatora izmantošana var būt saprātīgāka biznesa izvēle, jo tā ļauj izvairīties no dārgāku un pat politiski riskantāku materiālu izmantošanas.
Tomēr maz ticams, ka Tesla vienkārši aizstās magnētus ar kaut ko sliktāku, piemēram, ferītu, neveicot citas izmaiņas. Upsalas Universitātes fiziķe Alaina Višna sacīja: “Jūs automašīnā nēsāsit milzīgu magnētu. Par laimi, elektromotori ir diezgan sarežģītas mašīnas ar daudzām citām sastāvdaļām, kuras teorētiski var pārkārtot, lai samazinātu vājāku magnētu izmantošanas ietekmi.
Datoru modeļos Material Company Proterial nesen noteica, ka daudzus retzemju piedziņas motoru veiktspējas rādītājus var atkārtot, rūpīgi novietojot ferīta magnētus un pielāgojot citus motora dizaina aspektus. Šajā gadījumā motora svars palielinās tikai par aptuveni 30%, kas var būt neliela atšķirība salīdzinājumā ar automašīnas kopējo svaru.
Neskatoties uz šīm galvassāpēm, automašīnu uzņēmumiem joprojām ir daudz iemeslu atteikties no retzemju elementiem, ja vien viņi to var izdarīt. Visa retzemju tirgus vērtība ir līdzīga olu tirgus vērtībai Amerikas Savienotajās Valstīs, un teorētiski retzemju elementus var iegūt, apstrādāt un pārveidot par magnētiem visā pasaulē, taču patiesībā šie procesi rada daudz izaicinājumu.
Minerālu analītiķis un populārais retzemju novērošanas emuāru autors Tomass Krumers sacīja: “Šī ir 10 miljardu dolāru nozare, taču katru gadu radīto produktu vērtība svārstās no 2 triljoniem USD līdz 3 triljoniem USD, kas ir milzīga svira. Tas pats attiecas uz automašīnām. Pat ja tie satur tikai dažus kilogramus šīs vielas, to noņemšana nozīmē, ka automašīnas vairs nevar darboties, ja vien jūs nevēlaties pārveidot visu motoru
Amerikas Savienotās Valstis un Eiropa mēģina dažādot šo piegādes ķēdi. Kalifornijas retzemju raktuves, kas tika slēgtas 21. gadsimta sākumā, nesen ir atvērtas un šobrīd piegādā 15% no pasaules retzemju resursiem. Amerikas Savienotajās Valstīs valdības aģentūrām (īpaši Aizsardzības departamentam) ir jānodrošina jaudīgi magnēti tādiem aprīkojumiem kā lidmašīnas un satelīti, un viņi aizraujas ar ieguldījumiem piegādes ķēdēs iekšzemē un tādos reģionos kā Japāna un Eiropa. Bet, ņemot vērā izmaksas, nepieciešamās tehnoloģijas un vides jautājumus, tas ir lēns process, kas var ilgt vairākus gadus vai pat gadu desmitus.
Pasta laiks: maijs-11-2023