Tesla teatas äsja, et nende elektrisõidukitele konfigureeritud järgmise põlvkonna püsimagnetmootorid ei kasuta üldse haruldasi muldmetallisid!
Tesla hüüdlause: Haruldaste muldmetallide püsimagnetid on täielikult kõrvaldatud
kas see on päris?
Tegelikult oli 2018. aastal 93% maailma elektrisõidukitest varustatud jõuülekandega, mida käitab haruldastest muldmetallidest valmistatud püsimagnetmootor. Aastal 2020 kasutab 77% maailma elektrisõidukite turust püsimagnetmootoreid. Elektrisõidukite tööstuse vaatlejad usuvad, et kuna Hiinast on saanud üks suurimaid elektrisõidukite turge ja Hiina on suures osas kontrollinud haruldaste muldmetallide tarnimist, on ebatõenäoline, et Hiina läheb püsimagnetmasinatelt üle. Aga milline on Tesla olukord ja kuidas ta sellest arvab? 2018. aastal kasutas Tesla mudelis 3 esimest korda sisseehitatud püsimagnetiga sünkroonmootorit, säilitades samal ajal asünkroonmootori esiteljel. Praegu kasutab Tesla oma Model S ja X elektrisõidukites kahte tüüpi mootoreid, millest üks on haruldaste muldmetallide püsimagnetmootor ja teine asünkroonmootor. Asünkroonmootorid võivad anda rohkem võimsust ja püsimagnetiga asünkroonmootorid on tõhusamad ja võivad sõiduulatust 10% võrra parandada.
Püsimagnetmootori päritolu Sellest rääkides peame mainima, kuidas haruldaste muldmetallide püsimagnetmootor tekkis. Kõik teavad, et magnetism tekitab elektrit ja elekter magnetismi ning mootori teke on magnetväljast lahutamatu. Seetõttu on magnetvälja loomiseks kaks võimalust: ergastus ja püsimagnet. Alalisvoolumootorid, sünkroonmootorid ja paljud miniatuursed spetsiaalsed mootorid nõuavad alalisvoolu magnetvälja. Traditsiooniline meetod on kasutada magnetvälja saamiseks raudsüdamikuga pingestatud mähist (nimetatakse magnetpooluseks), kuid selle meetodi suurimaks puuduseks on see, et voolul on energiakadu pooli takistuses (soojuse genereerimine), vähendades seeläbi. mootori efektiivsus ja kasvavad kasutuskulud. Sel ajal arvati – kui on püsimagnetväli ja magnetismi tekitamiseks enam elektrit ei kasutata, siis mootori majandusindeks paraneb. Nii ilmus 1980. aastate paiku mitmesuguseid püsimagnetmaterjale ja seejärel kasutati neid mootorites, tehes püsimagnetmootoreid.
Haruldaste muldmetallide püsimagnetmootor võtab juhtrolli Millistest materjalidest saab teha püsimagneteid? Paljud netisõbrad arvavad, et on ainult ühte tüüpi materjale. Tegelikult on neli peamist tüüpi magneteid, mis võivad tekitada püsimagnetvälja, nimelt: keraamiline (ferriit), alumiiniumnikkelkoobalt (AlNiCo), samariumkoobalt (SmCo) ja neodüümraudboor (NdFeB). Spetsiaalsed neodüümmagnetisulamid, sealhulgas terbium ja düsproosium, on välja töötatud kõrgema Curie temperatuuriga, mis võimaldab neil taluda kuni 200 °C kõrgemaid temperatuure.
Enne 1980. aastaid olid püsimagnetmaterjalid peamiselt ferriidist püsimagnetid ja alnico püsimagnetid, kuid nende materjalide remanentsus ei ole kuigi tugev, mistõttu on tekkiv magnetväli suhteliselt nõrk. Mitte ainult seda, vaid nende kahte tüüpi püsimagnetite sunnijõud on väike ja kui nad puutuvad kokku välise magnetväljaga, on need kergesti mõjutatavad ja demagnetiseeritavad, mis piirab püsimagnetmootorite väljatöötamist. Räägime haruldaste muldmetallide magnetitest. Tegelikult jagunevad haruldaste muldmetallide magnetid kahte tüüpi püsimagnetiteks: haruldaste muldmetallide kerged ja rasked haruldased muldmetallid. Ülemaailmsed haruldaste muldmetallide varud koosnevad ligikaudu 85% haruldastest muldmetallidest kergetest ja 15% rasketest haruldastest muldmetallidest. Viimane pakub kõrge temperatuuriga magneteid, mis sobivad paljude autotööstuse rakenduste jaoks. Pärast 1980. aastaid ilmus suure jõudlusega haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjal - NdFeB püsimagnet. Sellistel materjalidel on suurem remanents, samuti suurem koertsitiivsus ja energiatootmine, kuid üldiselt madalamad Curie temperatuurid kui alternatiividel. Sellest valmistatud haruldaste muldmetallide püsimagnetmootoril on palju eeliseid, näiteks kõrge kasutegur, ergutusmähis puudub, seega puudub ergutusenergia kadu; suhteline magnetiline läbilaskvus on õhumasina omale lähedane, mis vähendab mootori induktiivsust ja parandab võimsustegurit. Just haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorite parema võimsustiheduse ja kasuteguri tõttu on elektriajami mootoreid palju erineva konstruktsiooniga ning kõige populaarsemad on haruldaste muldmetallide püsimagnetmootorid. Tesla tahab lahti saada Sõltuvus Hiina haruldastest muldmetallidest?
Kõik teavad, et Hiina annab valdava enamuse haruldaste muldmetallide ressurssidest maailmas. Seda on viimastel aastatel näinud ka USA. Nad ei taha, et Hiina piiraks neid haruldaste muldmetallide tarnimisel. Seetõttu püüdis Biden pärast ametisse astumist suurendada oma osalust haruldaste muldmetallide tarneahelas. See on 2 triljoni dollari suuruse infrastruktuuri ettepaneku üks prioriteete. 2017. aastal Californias varem suletud kaevanduse ostnud MP Materials võistleb USA haruldaste muldmetallide tarneahela taastamise nimel, keskendudes neodüümile ja praseodüümile, ning loodab saada madalaima kuluga tootjaks. Lynas on saanud valitsuse rahastamise kerge haruldaste muldmetallide töötlemise tehase ehitamiseks Texases ja tal on veel üks leping raskete haruldaste muldmetallide eraldamise rajatise jaoks Texases. Kuigi USA on teinud nii palju pingutusi, usuvad tööstuse inimesed, et lähiajal, eriti kulude osas, säilitab Hiina haruldaste muldmetallide tarnimisel domineeriva positsiooni ning USA ei saa seda üldse kõigutada.
Võib-olla nägi seda Tesla ja nad kaalusid mootoritena püsimagnetite kasutamist, mis ei kasuta üldse haruldasi muldmetallisid. See on julge oletus või nali, me ei tea siiani. Kui Tesla loobub püsimagnetmootoritest ja lülitub tagasi asünkroonmootoritele, ei tundu see olevat nende asjade tegemise stiil. Ja Tesla soovib kasutada püsimagnetmootoreid ja loobub täielikult haruldaste muldmetallide püsimagnetitest, seega on kaks võimalust: üks on saada uuenduslikke tulemusi originaalsete keraamiliste (ferriit) ja AlNiCo püsimagnetitega. Teine on see, et püsimagnetid on valmistatud muud mitteharuldaste muldmetallide sulamitest materjalid võivad samuti säilitada sama efekti kui haruldaste muldmetallide püsimagnetid. Kui need kaks pole, mängib Tesla tõenäoliselt kontseptsioonidega. Alliance LLC president Da Vukovich ütles kord, et "haruldaste muldmetallide magnetite omaduste tõttu ei suuda ükski teine magnetmaterjal võrrelda nende suure tugevusega. Haruldaste muldmetallide magneteid ei saa tegelikult asendada.
Olenemata sellest, kas Tesla mängib kontseptsioonidega või tahab tõesti vabaneda sõltuvusest Hiina haruldaste muldmetallide tarnetest püsimagnetmootorite osas, usub toimetaja, et haruldaste muldmetallide ressursid on väga väärtuslikud ning me peaksime neid ratsionaalselt arendama ja rohkem maksma. tähelepanu tulevastele põlvedele. Samal ajal peavad teadlased suurendama oma uurimistööd. Ärme ütle, kas Tesla koostis on hea või mitte, vähemalt on see meile vihjeid ja inspiratsiooni andnud.
