¡Tesla acaba de anunciar que la próxima generación de motores de imanes permanentes configurados en sus vehículos eléctricos no utilizará materiales de tierras raras en absoluto!
Lema de Tesla: Se eliminan por completo los imanes permanentes de tierras raras
¿Es esto real?
De hecho, en 2018, el 93% de los vehículos eléctricos del mundo estaban equipados con un sistema de propulsión impulsado por un motor de imán permanente fabricado a partir de tierras raras. En 2020, el 77% del mercado mundial de vehículos eléctricos utiliza motores de imanes permanentes. Los observadores de la industria de los vehículos eléctricos creen que, dado que China se ha convertido en uno de los mayores mercados de vehículos eléctricos y China ha controlado en gran medida el suministro de tierras raras, es poco probable que China abandone las máquinas de imanes permanentes. Pero, ¿cuál es la situación de Tesla y cómo piensa al respecto? En 2018, Tesla utilizó por primera vez un motor síncrono de imán permanente integrado en el Model 3, manteniendo el motor de inducción en el eje delantero. Actualmente, Tesla utiliza dos tipos de motores en sus vehículos eléctricos Model S y X, uno es un motor de imanes permanentes de tierras raras y el otro es un motor de inducción. Los motores de inducción pueden proporcionar más potencia y los motores de inducción con imanes permanentes son más eficientes y pueden mejorar el rango de conducción en un 10%.
El origen del motor de imán permanente. Hablando de esto, debemos mencionar cómo surgió el motor de imanes permanentes de tierras raras. Todo el mundo sabe que el magnetismo genera electricidad y la electricidad genera magnetismo, y la generación de un motor es inseparable de un campo magnético. Por tanto, existen dos formas de proporcionar un campo magnético: excitación e imán permanente. Los motores de CC, los motores síncronos y muchos motores especiales en miniatura requieren un campo magnético de CC. El método tradicional consiste en utilizar una bobina energizada (llamada polo magnético) con un núcleo de hierro para obtener un campo magnético, pero la mayor desventaja de este método es que la corriente tiene pérdida de energía en la resistencia de la bobina (generación de calor), reduciendo así eficiencia del motor y mayores costos operativos. En ese momento, la gente pensaba: si hay un campo magnético permanente y ya no se usa electricidad para generar magnetismo, entonces el índice económico del motor mejorará. Entonces, alrededor de la década de 1980, apareció una variedad de materiales magnéticos permanentes, que luego se aplicaron a motores, creando motores de imanes permanentes.
El motor de imanes permanentes de tierras raras toma la delantera Entonces, ¿qué materiales pueden fabricar imanes permanentes? Muchos internautas piensan que sólo existe un tipo de material. De hecho, existen cuatro tipos principales de imanes que pueden generar un campo magnético permanente, a saber: cerámicos (ferrita), aluminio, níquel y cobalto (AlNiCo), samario y cobalto (SmCo) y neodimio, hierro y boro (NdFeB). Se han desarrollado aleaciones especiales de imanes de neodimio que incluyen terbio y disprosio con temperaturas de Curie más altas, lo que les permite soportar temperaturas más altas de hasta 200 °C.
Antes de la década de 1980, los materiales de los imanes permanentes eran principalmente imanes permanentes de ferrita e imanes permanentes de álnico, pero la remanencia de estos materiales no es muy fuerte, por lo que el campo magnético generado es relativamente débil. No sólo eso, sino que la fuerza coercitiva de estos dos tipos de imanes permanentes es baja y, una vez que encuentran un campo magnético externo, se ven afectados y desmagnetizados fácilmente, lo que restringe el desarrollo de motores de imanes permanentes. Hablemos de imanes de tierras raras. De hecho, los imanes de tierras raras se dividen en dos tipos de imanes permanentes: tierras raras ligeras y tierras raras pesadas. Las reservas mundiales de tierras raras consisten en aproximadamente un 85% de tierras raras ligeras y un 15% de tierras raras pesadas. Este último ofrece imanes resistentes a altas temperaturas adecuados para muchas aplicaciones automotrices. Después de la década de 1980, apareció un imán permanente de tierras raras de alto rendimiento: el imán permanente NdFeB. Dichos materiales tienen una mayor remanencia, así como una mayor coercitividad y producción de energía, pero generalmente temperaturas Curie más bajas que las alternativas. El motor de imán permanente de tierras raras fabricado con él tiene muchas ventajas, como alta eficiencia, sin bobina de excitación, por lo que no hay pérdida de energía de excitación; la permeabilidad magnética relativa es cercana a la de la máquina de aire, lo que reduce la inductancia del motor y mejora el factor de potencia. Es precisamente debido a la mejor densidad de potencia y eficiencia de los motores de imanes permanentes de tierras raras que existen muchos diseños diferentes de motores de accionamiento eléctrico, y los más populares son los motores de imanes permanentes de tierras raras. Tesla quiere deshacerse de ¿Dependencia de las tierras raras chinas?
Todo el mundo sabe que China proporciona la gran mayoría de los recursos de tierras raras del mundo. Estados Unidos también ha visto esto en los últimos años. No quieren verse limitados por China en el suministro de tierras raras. Por lo tanto, después de que Biden asumió el cargo, intentó aumentar su participación en la cadena de suministro de tierras raras. Es una de las prioridades de la propuesta de infraestructura de 2 billones de dólares. MP Materials, que compró una mina previamente cerrada en California en 2017, está compitiendo por restaurar la cadena de suministro de tierras raras de EE. UU., centrándose en el neodimio y el praseodimio, y espera convertirse en el productor de menor costo. Lynas ha recibido financiación del gobierno para construir una planta de procesamiento de tierras raras ligeras en Texas y tiene otro contrato para una instalación de separación de tierras raras pesadas en Texas. Aunque Estados Unidos ha hecho tantos esfuerzos, la gente de la industria cree que en el corto plazo, especialmente en términos de costos, China mantendrá una posición dominante en el suministro de tierras raras, y Estados Unidos no puede deshacerse de ella en absoluto.
Quizás Tesla vio esto y consideró utilizar imanes permanentes que no utilizan tierras raras en absoluto como motores. Esta es una suposición audaz o una broma, todavía no lo sabemos. Si Tesla abandona los motores de imanes permanentes y vuelve a los motores de inducción, este no parece ser su estilo de hacer las cosas. Y Tesla quiere utilizar motores de imanes permanentes y abandona por completo los imanes permanentes de tierras raras, por lo que hay dos posibilidades: una es obtener resultados innovadores en los imanes permanentes originales de cerámica (ferrita) y AlNiCo. La segunda es que los imanes permanentes hechos de Otros materiales de aleación de tierras no raras también pueden mantener el mismo efecto que los imanes permanentes de tierras raras. Si no son estos dos, es probable que Tesla esté jugando con conceptos. Da Vukovich, presidente de Alliance LLC, dijo una vez que “debido a las características de los imanes de tierras raras, ningún otro material magnético puede igualar su rendimiento de alta resistencia. Realmente no se pueden sustituir los imanes de tierras raras”.
Independientemente de si Tesla está jugando con conceptos o realmente quiere deshacerse de su dependencia del suministro de tierras raras de China en términos de motores de imanes permanentes, el editor cree que los recursos de tierras raras son muy valiosos y deberíamos desarrollarlos racionalmente y pagar más. atención a las generaciones futuras. Al mismo tiempo, los investigadores deben incrementar sus esfuerzos de investigación. No digamos si la formulación de Tesla es buena o no, al menos nos ha dado algunas pistas e inspiración.
