Tesla baru saja mengumumkan bahwa motor magnet permanen generasi berikutnya yang dikonfigurasi pada kendaraan listriknya tidak akan menggunakan bahan tanah jarang sama sekali!
Slogan Tesla: Magnet permanen tanah jarang dihilangkan sepenuhnya
apakah ini nyata?
Faktanya, pada tahun 2018, 93% kendaraan listrik di dunia dilengkapi dengan powertrain yang digerakkan oleh motor magnet permanen yang terbuat dari tanah jarang. Pada tahun 2020, 77% pasar kendaraan listrik global menggunakan motor magnet permanen. Pengamat industri kendaraan listrik percaya bahwa karena Tiongkok telah menjadi salah satu pasar kendaraan listrik terbesar, dan Tiongkok sebagian besar mengendalikan pasokan logam tanah jarang, kecil kemungkinan Tiongkok akan beralih dari mesin magnet permanen. Tapi bagaimana situasi Tesla dan bagaimana pendapatnya tentang hal itu? Pada tahun 2018, Tesla menggunakan motor sinkron magnet permanen yang tertanam untuk pertama kalinya di Model 3, dengan tetap mempertahankan motor induksi di gandar depan. Saat ini Tesla menggunakan dua jenis motor pada kendaraan listrik Model S dan X-nya, yang satu adalah motor magnet permanen tanah jarang dan yang lainnya adalah motor induksi. Motor induksi dapat memberikan tenaga lebih besar, dan motor induksi dengan magnet permanen lebih efisien dan dapat meningkatkan jangkauan berkendara sebesar 10%.
Asal usul motor magnet permanen Berbicara tentang ini, kita harus menyebutkan bagaimana motor magnet permanen tanah jarang muncul. Semua orang tahu bahwa magnet menghasilkan listrik dan listrik menghasilkan magnet, dan pembangkitan motor tidak dapat dipisahkan dari medan magnet. Oleh karena itu, ada dua cara untuk menyediakan medan magnet: eksitasi dan magnet permanen. Motor DC, motor sinkron, dan banyak motor khusus miniatur semuanya memerlukan medan magnet DC. Metode tradisional adalah dengan menggunakan kumparan berenergi (disebut kutub magnet) dengan inti besi untuk memperoleh medan magnet, namun kelemahan terbesar dari metode ini adalah arus memiliki kehilangan energi pada hambatan kumparan (pembangkitan panas), sehingga mengurangi efisiensi motor dan meningkatkan biaya operasional. Saat ini masyarakat berpikir – jika ada medan magnet permanen, dan listrik tidak lagi digunakan untuk menghasilkan magnet, maka indeks keekonomian motor akan meningkat. Maka sekitar tahun 1980-an muncul berbagai bahan magnet permanen yang kemudian diaplikasikan pada motor sehingga terciptalah motor magnet permanen.
Motor magnet permanen tanah jarang memimpin Lalu bahan apa saja yang bisa membuat magnet permanen? Banyak netizen yang mengira bahannya hanya ada satu jenis. Faktanya, ada empat jenis magnet utama yang dapat menghasilkan medan magnet permanen, yaitu: keramik (ferit), aluminium nikel kobalt (AlNiCo), samarium kobalt (SmCo) dan boron besi neodymium (NdFeB). Paduan magnet neodymium khusus termasuk terbium dan disprosium telah dikembangkan dengan suhu Curie yang lebih tinggi, memungkinkannya menahan suhu yang lebih tinggi hingga 200°C.
Sebelum tahun 1980-an, material magnet permanen sebagian besar berupa magnet permanen ferit dan magnet permanen alnico, namun remanensi material tersebut tidak terlalu kuat, sehingga medan magnet yang dihasilkan relatif lemah. Tidak hanya itu, gaya koersif kedua jenis magnet permanen ini rendah, dan begitu bertemu dengan medan magnet luar, keduanya mudah terpengaruh dan mengalami kerusakan magnet, sehingga membatasi pengembangan motor magnet permanen. Mari kita bicara tentang magnet tanah jarang. Faktanya, magnet tanah jarang dibagi menjadi dua jenis magnet permanen: tanah jarang ringan dan tanah jarang berat. Cadangan tanah jarang global terdiri dari sekitar 85% tanah jarang ringan dan 15% tanah jarang berat. Yang terakhir ini menawarkan magnet berperingkat suhu tinggi yang cocok untuk banyak aplikasi otomotif. Setelah tahun 1980-an, bahan magnet permanen tanah jarang berkinerja tinggi-magnet permanen NdFeB muncul. Bahan-bahan tersebut memiliki remanensi yang lebih tinggi, serta koersivitas dan produksi energi yang lebih tinggi, tetapi umumnya suhu Curie lebih rendah dibandingkan bahan alternatif. Motor magnet permanen tanah jarang yang terbuat dari bahan ini memiliki banyak keunggulan, seperti efisiensi tinggi, tidak ada kumparan eksitasi, sehingga tidak ada kehilangan energi eksitasi; permeabilitas magnetik relatif dekat dengan mesin udara, yang mengurangi induktansi motor dan meningkatkan faktor daya. Justru karena kepadatan daya yang lebih baik dan efisiensi motor magnet permanen tanah jarang maka terdapat banyak desain motor penggerak listrik yang berbeda, dan yang paling populer adalah motor magnet permanen tanah jarang. Tesla ingin menyingkirkannya Ketergantungan pada tanah jarang Tiongkok?
Semua orang tahu bahwa Tiongkok menyediakan sebagian besar sumber daya tanah jarang di dunia. Amerika Serikat juga telah melihat hal ini dalam beberapa tahun terakhir. Mereka tidak ingin terkendala oleh China dalam pasokan logam tanah jarang. Oleh karena itu, setelah Biden menjabat, ia berusaha meningkatkan partisipasinya dalam rantai pasokan logam tanah jarang. Ini adalah salah satu prioritas proposal infrastruktur senilai $2 triliun. MP Materials, yang membeli tambang yang sebelumnya ditutup di California pada tahun 2017, berlomba-lomba memulihkan rantai pasokan tanah jarang di AS, dengan fokus pada neodymium dan praseodymium, dan berharap menjadi produsen dengan biaya terendah. Lynas telah menerima dana pemerintah untuk membangun pabrik pengolahan logam tanah jarang yang ringan di Texas dan memiliki kontrak lain untuk fasilitas pemisahan logam tanah jarang yang berat di Texas. Meskipun Amerika Serikat telah melakukan banyak upaya, orang-orang di industri ini percaya bahwa dalam jangka pendek, terutama dalam hal biaya, Tiongkok akan mempertahankan posisi dominan dalam pasokan logam tanah jarang, dan Amerika Serikat tidak dapat menggoyahkannya sama sekali.
Mungkin Tesla melihat hal ini, dan mereka mempertimbangkan untuk menggunakan magnet permanen yang tidak menggunakan tanah jarang sama sekali sebagai motornya. Ini adalah asumsi yang berani, atau lelucon, kita masih belum mengetahuinya. Jika Tesla meninggalkan motor magnet permanen dan beralih kembali ke motor induksi, sepertinya ini bukan gaya mereka dalam melakukan sesuatu. Dan Tesla ingin menggunakan motor magnet permanen, dan sepenuhnya meninggalkan magnet permanen tanah jarang, jadi ada dua kemungkinan: yang pertama adalah mendapatkan hasil inovatif pada magnet permanen keramik (ferit) dan AlNiCo asli, Yang kedua adalah magnet permanen terbuat dari bahan paduan non-rare earth lainnya juga dapat mempertahankan efek yang sama seperti magnet permanen rare earth. Jika bukan keduanya, maka Tesla kemungkinan sedang bermain-main dengan konsep. Da Vukovich, presiden Alliance LLC, pernah berkata bahwa “karena karakteristik magnet tanah jarang, tidak ada bahan magnet lain yang dapat menandingi kinerja kekuatannya yang tinggi. Anda tidak dapat benar-benar menggantikan magnet tanah jarang”.
Terlepas dari apakah Tesla sedang bermain-main dengan konsep atau benar-benar ingin menghilangkan ketergantungannya pada pasokan tanah jarang Tiongkok dalam hal motor magnet permanen, editor percaya bahwa sumber daya tanah jarang sangat berharga, dan kita harus mengembangkannya secara rasional, dan membayar lebih banyak. perhatian pada generasi mendatang. Pada saat yang sama, para peneliti perlu meningkatkan upaya penelitian mereka. Jangan katakan formulasi Tesla bagus atau tidak, setidaknya telah memberi kita beberapa petunjuk dan inspirasi.
