Tesla het pas aangekondig dat die volgende generasie permanente magneetmotors wat op hul elektriese voertuie gekonfigureer is, glad nie seldsame aardmateriaal sal gebruik nie!
Tesla slagspreuk: Skaars aarde permanente magnete word heeltemal uitgeskakel
is dit werklik?
Trouens, in 2018 was 93% van die wêreld se elektriese voertuie toegerus met 'n dryfkrag wat aangedryf word deur 'n permanente magneetmotor wat van seldsame aardings gemaak is. In 2020 gebruik 77% van die wêreldwye elektriese voertuigmark permanente magneetmotors. Waarnemers van die elektriese voertuigbedryf meen dat aangesien China een van die grootste elektriese voertuigmarkte geword het, en China grootliks die aanbod van seldsame aardmetalen beheer het, dit onwaarskynlik is dat China van permanente magneetmasjiene sal oorskakel. Maar wat is Tesla se situasie en hoe dink hy daaroor? In 2018 het Tesla vir die eerste keer 'n ingeboude permanente magneet-sinchroniese motor in die Model 3 gebruik, terwyl die induksiemotor op die vooras behou is. Tans gebruik Tesla twee soorte motors in sy Model S- en X-elektriese voertuie, een is 'n seldsame aard-permanente magneetmotor en die ander is 'n induksiemotor. Induksiemotors kan meer krag verskaf, en induksiemotors met permanente magnete is meer doeltreffend en kan die ryreeks met 10% verbeter.
Die oorsprong van permanente magneetmotor Om hiervan te praat, moet ons noem hoe die seldsame aarde permanente magneetmotor ontstaan het. Almal weet dat magnetisme elektrisiteit opwek en elektrisiteit genereer magnetisme, en die opwekking van 'n motor is onafskeidbaar van 'n magnetiese veld. Daarom is daar twee maniere om 'n magnetiese veld te verskaf: opwekking en permanente magneet. GS-motors, sinchrone motors en baie miniatuur spesiale motors benodig almal 'n GS-magnetiese veld. Die tradisionele metode is om 'n bekrachtigde spoel (genoem 'n magnetiese pool) met 'n ysterkern te gebruik om 'n magnetiese veld te verkry, maar die grootste nadeel van hierdie metode is dat die stroom energieverlies in die spoelweerstand (hitte-opwekking) het, en sodoende verminder motordoeltreffendheid en verhoogde bedryfskoste. Op hierdie tydstip het mense gedink - as daar 'n permanente magnetiese veld is, en elektrisiteit word nie meer gebruik om magnetisme op te wek nie, dan sal die ekonomiese indeks van die motor verbeter word. So rondom die 1980's het 'n verskeidenheid permanente magneetmateriaal verskyn, en hulle is toe op motors toegepas, wat permanente magneetmotors gemaak het.
Skaars aarde permanente magneet motor neem die voortou So watter materiale kan permanente magnete maak? Baie netgebruikers dink dat daar net een soort materiaal is. Trouens, daar is vier hooftipes magnete wat 'n permanente magneetveld kan genereer, naamlik: keramiek (ferriet), aluminium nikkel kobalt (AlNiCo), samarium kobalt (SmCo) en neodymium yster boor (NdFeB). Spesiale neodymiummagneetlegerings, insluitend terbium en dysprosium, is ontwikkel met hoër Curie-temperature, wat hulle in staat stel om hoër temperature van tot 200°C te weerstaan.
Voor die 1980's was die permanente magneetmateriaal hoofsaaklik ferriet permanente magnete en alnico permanente magnete, maar die remanensie van hierdie materiale is nie baie sterk nie, dus is die magnetiese veld wat gegenereer word relatief swak. Nie net dit nie, maar die dwingende krag van hierdie twee soorte permanente magnete is laag, en sodra hulle 'n eksterne magnetiese veld teëkom, word hulle maklik aangetas en gedemagnetiseer, wat die ontwikkeling van permanente magneetmotors beperk. Kom ons praat oor seldsame aardmagnete. Trouens, seldsame aardmagnete word in twee tipes permanente magnete verdeel: ligte seldsame aarde en swaar seldsame aarde. Wêreldwye seldsame aardreserwes bestaan uit ongeveer 85% ligte seldsame aardes en 15% swaar seldsame aardes. Laasgenoemde bied hoë-temperatuur-gegradeerde magnete wat geskik is vir baie motortoepassings. Na die 1980's het 'n hoë-prestasie seldsame aarde permanente magneet materiaal-NdFeB permanente magneet verskyn. Sulke materiale het hoër remanensie, sowel as hoër dwangvermoë en energieproduksie, maar oor die algemeen laer Curie-temperature as alternatiewe. Die seldsame aarde permanente magneetmotor wat daarvan gemaak word, het baie voordele, soos hoë doeltreffendheid, geen opwekkingsspoel nie, so daar is geen verlies aan opwekkingsenergie nie; die relatiewe magnetiese deurlaatbaarheid is naby dié van die lugmasjien, wat die motorinduktansie verminder en die drywingsfaktor verbeter. Dit is juis as gevolg van die beter kragdigtheid en doeltreffendheid van seldsame aard permanente magneet motors dat daar baie verskillende ontwerpe van elektriese dryfmotors is, en die gewildste is seldsame aard permanente magneet motors. Tesla wil ontslae raak Afhanklikheid van Sjinese seldsame aardes?
Almal weet dat China die oorgrote meerderheid van skaars aarde hulpbronne in die wêreld verskaf. Die Verenigde State het dit ook die afgelope jare gesien. Hulle wil nie deur China beperk word in die verskaffing van seldsame aardes nie. Daarom, nadat Biden die amp beklee het, het hy probeer om sy deelname aan die seldsame aarde-voorsieningsketting te verhoog. Dit is een van die prioriteite van die $2 triljoen infrastruktuurvoorstel. MP Materials, wat 'n voorheen geslote myn in Kalifornië in 2017 gekoop het, ding mee om die VSA se seldsame aarde-voorsieningsketting te herstel, met 'n fokus op neodymium en praseodymium, en hoop om die laagstekosteprodusent te word. Lynas het staatsbefondsing ontvang om 'n ligte seldsame aardmeet verwerkingsaanleg in Texas te bou en het nog 'n kontrak vir 'n swaar skaars aardse skeidingsfasiliteit in Texas. Alhoewel die Verenigde State soveel pogings aangewend het, glo mense in die bedryf dat China op kort termyn, veral wat koste betref, 'n dominante posisie in die verskaffing van seldsame aardmeules sal behou, en die Verenigde State kan dit glad nie skud nie.
Miskien het Tesla dit gesien, en hulle het dit oorweeg om permanente magnete te gebruik wat glad nie seldsame aardes as motors gebruik nie. Dit is 'n gewaagde aanname, of 'n grap, ons weet steeds nie. As Tesla permanente magneetmotors laat vaar en terugskakel na induksiemotors, blyk dit nie hul styl van dinge te wees nie. En Tesla wil permanente magneet motors gebruik, en heeltemal laat vaar seldsame aarde permanente magnete, so daar is twee moontlikhede: een is om innoverende resultate te hê op die oorspronklike keramiek (ferriet) en AlNiCo permanente magnete, Die tweede is dat die permanente magnete gemaak van ander nie-skaarsaarde-legeringsmateriale kan ook dieselfde effek as die seldsame aard-permanente magnete behou. As dit nie hierdie twee is nie, speel Tesla waarskynlik met konsepte. Da Vukovich, president van Alliance LLC, het eenkeer gesê dat “as gevolg van die kenmerke van seldsame aardmagnete, geen ander magneetmateriaal kan ooreenstem met hul hoë sterkte prestasie nie. Jy kan nie regtig seldsame aardmagnete vervang nie”.
Ongeag of Tesla met konsepte speel of regtig ontslae wil raak van sy afhanklikheid van China se seldsame aardvoorraad in terme van permanente magneetmotors, die redakteur glo dat seldsame aardhulpbronne baie kosbaar is, en ons moet dit rasioneel ontwikkel, en meer betaal aandag aan toekomstige geslagte. Terselfdertyd moet navorsers hul navorsingspogings verhoog. Kom ons sê nie of Tesla se formulering goed is of nie, ten minste het dit ons 'n paar wenke en inspirasies gegee.
