Tesla on juuri ilmoittanut, että seuraavan sukupolven kestomagneettimoottoreissa, jotka on konfiguroitu heidän sähköajoneuvoihinsa, ei käytetä harvinaisia maametallimateriaaleja ollenkaan!
Teslan slogan: Harvinaisten maametallien kestomagneetit on eliminoitu kokonaan
onko tämä totta?
Itse asiassa vuonna 2018 93 % maailman sähköajoneuvoista oli varustettu voimansiirrolla, jota käytti harvinaisista maametallista valmistettu kestomagneettimoottori. Vuonna 2020 77 % maailman sähköautomarkkinoista käyttää kestomagneettimoottoreita. Sähköautoteollisuuden tarkkailijat uskovat, että Kiinasta on tullut yksi suurimmista sähköajoneuvojen markkinoista ja Kiina on suurelta osin hallinnut harvinaisten maametallien tarjontaa, joten on epätodennäköistä, että Kiina siirtyisi kestomagneettikoneista. Mutta mikä on Teslan tilanne ja miten se ajattelee siitä? Vuonna 2018 Tesla käytti sulautettua kestomagneettitahtimoottoria ensimmäistä kertaa Model 3:ssa, mutta säilytti oikosulkumoottorin etuakselilla. Tällä hetkellä Tesla käyttää kahden tyyppisiä moottoreita Model S- ja X -sähköajoneuvoissaan, joista toinen on harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori ja toinen oikosulkumoottori. Induktiomoottorit voivat tuottaa enemmän tehoa, ja kestomagneeteilla varustetut oikosulkumoottorit ovat tehokkaampia ja voivat parantaa ajomatkaa 10 %.
Kestomagneettimoottorin alkuperä Tästä puhuttaessa meidän on mainittava, kuinka harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori syntyi. Kaikki tietävät, että magnetismi tuottaa sähköä ja sähkö magnetismia, ja moottorin syntyminen on erottamaton magneettikentästä. Siksi on olemassa kaksi tapaa tuottaa magneettikenttä: viritys ja kestomagneetti. Tasavirtamoottorit, synkroniset moottorit ja monet pienet erikoismoottorit vaativat kaikki tasavirtamagneettikentän. Perinteinen menetelmä on käyttää jännitteistä kelaa (kutsutaan magneettinapaksi), jossa on rautasydäminen magneettikentän saamiseksi, mutta tämän menetelmän suurin haitta on, että virralla on energiahäviö kelan resistanssissa (lämmöntuotto), mikä vähentää moottorin tehokkuutta ja käyttökustannuksia. Tällä hetkellä ihmiset ajattelivat - jos on pysyvä magneettikenttä, eikä sähköä enää käytetä magnetismin tuottamiseen, niin moottorin taloudellinen indeksi paranee. Joten noin 1980-luvulla ilmestyi erilaisia kestomagneettimateriaaleja, ja niitä käytettiin sitten moottoreissa kestomagneettimoottoreiden valmistuksessa.
Harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori ottaa johdon Joten mistä materiaaleista voidaan tehdä kestomagneetteja? Monet netilaiset ajattelevat, että materiaalia on vain yhdenlaista. Itse asiassa on olemassa neljä päätyyppiä magneetteja, jotka voivat luoda pysyvän magneettikentän, nimittäin: keraaminen (ferriitti), alumiininikkelikoboltti (AlNiCo), samariumkoboltti (SmCo) ja neodyymirautaboori (NdFeB). Erityiset neodyymimagneettiseokset, mukaan lukien terbium ja dysprosium, on kehitetty korkeammilla Curie-lämpötiloilla, minkä ansiosta ne kestävät korkeampia lämpötiloja, jopa 200 °C.
Ennen 1980-lukua kestomagneettimateriaalit olivat pääosin ferriittikestomagneetteja ja alnico-kestomagneetteja, mutta näiden materiaalien remanenssi ei ole kovin vahva, joten syntyvä magneettikenttä on suhteellisen heikko. Ei vain, vaan näiden kahden tyyppisten kestomagneettien pakottava voima on pieni, ja kun ne kohtaavat ulkoisen magneettikentän, niihin vaikuttaa helposti ja ne demagnetoidaan, mikä rajoittaa kestomagneettimoottorien kehitystä. Puhutaanpa harvinaisten maametallien magneeteista. Itse asiassa harvinaisten maametallien magneetit jaetaan kahden tyyppisiin kestomagneetteihin: kevyet harvinaiset maametallit ja raskaat harvinaiset maametallit. Maailman harvinaisten maametallien varannot koostuvat noin 85 % kevyistä harvinaisista maametallista ja 15 % raskaista harvinaisista maametallista. Jälkimmäinen tarjoaa korkean lämpötilan magneetteja, jotka soveltuvat moniin autoteollisuuden sovelluksiin. 1980-luvun jälkeen ilmestyi korkean suorituskyvyn harvinaisten maametallien kestomagneettimateriaali - NdFeB-kestomagneetti. Tällaisilla materiaaleilla on korkeampi remanenssi sekä korkeampi koersitiivisuus ja energiantuotanto, mutta yleensä alhaisemmat Curie-lämpötilat kuin vaihtoehdoilla. Siitä valmistetulla harvinaisen maametallin kestomagneettimoottorilla on monia etuja, kuten korkea hyötysuhde, ei virityskäämiä, joten viritysenergian menetystä ei ole; suhteellinen magneettinen permeabiliteetti on lähellä ilmakoneen, mikä pienentää moottorin induktanssia ja parantaa tehokerrointa. Juuri harvinaisten maametallien kestomagneettimoottoreiden paremman tehotiheyden ja hyötysuhteen vuoksi sähkökäyttöisiä moottoreita on monia eri malleja, ja suosituimpia ovat harvinaisten maametallien kestomagneettimoottorit. Tesla haluaa päästä eroon Riippuvuus kiinalaisista harvinaisista maametallista?
Kaikki tietävät, että Kiina tarjoaa suurimman osan maailman harvinaisista maametallivaroista. Myös Yhdysvallat on nähnyt tämän viime vuosina. He eivät halua Kiinan rajoittavan harvinaisten maametallien toimittamista. Siksi Biden ryhtyi virkaan, ja hän yritti lisätä osallistumistaan harvinaisten maametallien toimitusketjuun. Se on yksi 2 biljoonan dollarin infrastruktuuriehdotuksen prioriteeteista. MP Materials, joka osti aiemmin suljetun kaivoksen Kaliforniassa vuonna 2017, kilpailee palauttaakseen Yhdysvaltain harvinaisten maametallien toimitusketjun keskittyen neodyymiin ja praseodyymiin, ja toivoo olevansa halvin tuottaja. Lynas on saanut valtion rahoituksen kevyiden harvinaisten maametallien käsittelylaitoksen rakentamiseen Texasiin, ja hänellä on toinen sopimus raskaan harvinaisten maametallien erotuslaitoksesta Texasissa. Vaikka Yhdysvallat on tehnyt paljon ponnisteluja, alan ihmiset uskovat, että lyhyellä aikavälillä, etenkin kustannusten suhteen, Kiina säilyttää määräävän aseman harvinaisten maametallien toimittamisessa, eikä Yhdysvallat voi horjuttaa sitä lainkaan.
Ehkä Tesla näki tämän, ja he harkitsivat kestomagneettien käyttöä moottoreina, jotka eivät käytä harvinaisia maametallia ollenkaan. Tämä on rohkea oletus tai vitsi, emme vieläkään tiedä. Jos Tesla luopuu kestomagneettimoottoreista ja siirtyy takaisin induktiomoottoreihin, tämä ei näytä olevan heidän tyylinsä tehdä asioita. Ja Tesla haluaa käyttää kestomagneettimoottoreita ja luopuu kokonaan harvinaisten maametallien kestomagneeteista, joten vaihtoehtoja on kaksi: toinen on saada innovatiivisia tuloksia alkuperäisillä keraamisilla (ferriitti) ja AlNiCo-kestomagneeteilla. Toinen on, että kestomagneetit on valmistettu muut ei-harvinaisten maametallien metalliseokset voivat myös säilyttää saman vaikutuksen kuin harvinaisten maametallien kestomagneetit. Jos kyse ei ole näistä kahdesta, Tesla todennäköisesti leikkii konsepteilla. Alliance LLC:n presidentti Da Vukovich sanoi kerran, että "harvinaisten maametallien ominaisuuksien vuoksi mikään muu magneettimateriaali ei voi verrata niiden suurta lujuutta. Harvinaisten maametallien magneetteja ei todellakaan voi korvata."
Riippumatta siitä, leikkiikö Tesla konsepteilla vai haluaako todella päästä eroon riippuvuudestaan Kiinan harvinaisten maametallien toimittamisesta kestomagneettimoottoreiden suhteen, toimittaja uskoo, että harvinaisten maametallien resurssit ovat erittäin arvokkaita, ja meidän pitäisi kehittää niitä järkevästi ja maksaa enemmän huomio tuleviin sukupolviin. Samalla tutkijoiden on lisättävä tutkimuspanostuksiaan. Älkäämme sanoko, onko Teslan koostumus hyvä vai ei, ainakin se on antanut meille vihjeitä ja inspiraatioita.
