Tesla는 전기 자동차에 구성된 차세대 영구 자석 모터가 희토류 물질을 전혀 사용하지 않을 것이라고 방금 발표했습니다!
테슬라 슬로건: 희토류 영구자석이 완전히 제거되었습니다.
이거 진짜야?
실제로 2018년 기준 전 세계 전기차 중 93%에는 희토류로 만든 영구자석 모터로 구동되는 파워트레인이 탑재됐다. 2020년에는 전 세계 전기 자동차 시장의 77%가 영구 자석 모터를 사용합니다. 전기차 업계 관계자들은 중국이 최대 전기차 시장 중 하나가 되었고, 중국이 희토류 공급을 상당부분 통제해왔기 때문에 중국이 영구자석 기계에서 전환할 가능성은 낮다고 믿고 있다. 그런데 테슬라의 상황은 무엇이며, 테슬라는 이를 어떻게 생각하는가? 2018년 Tesla는 모델 3에 처음으로 내장형 영구자석 동기 모터를 사용했으며, 유도 모터는 앞차축에 그대로 두었습니다. 현재 Tesla는 Model S 및 X 전기 자동차에 두 가지 유형의 모터를 사용합니다. 하나는 희토류 영구 자석 모터이고 다른 하나는 유도 모터입니다. 유도 모터는 더 많은 전력을 제공할 수 있으며, 영구 자석을 갖춘 유도 모터는 더 효율적이며 주행 거리를 10% 향상시킬 수 있습니다.
이에 대해 이야기하자면, 희토류 영구자석 모터가 어떻게 탄생했는지 언급해야 합니다. 자기가 전기를 생성하고 전기가 자기를 생성한다는 것은 누구나 알고 있으며, 모터의 생성은 자기장과 불가분의 관계에 있습니다. 따라서 자기장을 제공하는 방법에는 여기 방법과 영구 자석의 두 가지 방법이 있습니다. DC 모터, 동기 모터 및 많은 소형 특수 모터에는 모두 DC 자기장이 필요합니다. 전통적인 방식은 철심이 있는 통전 코일(자극이라 함)을 이용하여 자기장을 얻는 방법이지만, 이 방식의 가장 큰 단점은 전류가 코일 저항(발열)에서 에너지 손실을 가져서 전류의 손실이 적다는 점이다. 모터 효율성 및 운영 비용 증가. 이때 사람들은 영구 자기장이 있고 더 이상 자기를 생성하는 데 전기를 사용하지 않으면 모터의 경제 지표가 향상될 것이라고 생각했습니다. 그래서 1980년대쯤에는 다양한 영구자석 소재가 등장했고, 이를 모터에 적용해 영구자석 모터를 만들었습니다.
희토류 영구자석 모터가 선두를 달리고 있습니다. 그렇다면 영구자석을 만들 수 있는 재료는 무엇일까? 많은 네티즌들은 자료가 한 가지 종류 밖에 없다고 생각합니다. 실제로 영구 자기장을 생성할 수 있는 자석에는 세라믹(페라이트), 알루미늄 니켈 코발트(AlNiCo), 사마륨 코발트(SmCo) 및 네오디뮴 철 붕소(NdFeB)의 네 가지 주요 유형이 있습니다. 테르븀과 디스프로슘을 포함한 특수 네오디뮴 자석 합금은 더 높은 퀴리 온도를 갖도록 개발되어 최대 200°C의 더 높은 온도를 견딜 수 있습니다.
1980년대 이전의 영구자석 재료는 주로 페라이트 영구자석과 알니코 영구자석이었는데, 이들 재료의 잔류성은 그다지 강하지 않아 발생하는 자기장이 상대적으로 약하다. 뿐만 아니라, 이 두 종류의 영구자석은 보자력이 낮고, 일단 외부 자기장을 만나면 쉽게 영향을 받고 감자되기 때문에 영구자석 모터의 개발이 제한됩니다. 희토류 자석에 대해 이야기 해 봅시다. 실제로 희토류 자석은 경희토류와 중희토류의 두 가지 유형의 영구자석으로 구분됩니다. 전 세계 희토류 매장량은 경희토류가 약 85%, 중희토류가 15%로 구성돼 있다. 후자는 많은 자동차 응용 분야에 적합한 고온 정격 자석을 제공합니다. 1980년대 이후 고성능 희토류 영구자석 소재인 NdFeB 영구자석이 등장했다. 이러한 재료는 더 높은 보자력과 에너지 생산뿐만 아니라 더 높은 잔류성을 갖지만 대체 재료보다 일반적으로 퀴리 온도가 더 낮습니다. 희토류 영구 자석 모터는 고효율, 여자 코일이 없어 여자 에너지 손실이 없는 등 많은 장점을 가지고 있습니다. 상대 투자율은 공기 기계의 투자율과 유사하여 모터 인덕턴스를 줄이고 역률을 향상시킵니다. 다양한 전기 구동 모터 설계가 존재하는 것은 바로 희토류 영구 자석 모터의 더 나은 전력 밀도와 효율성 때문이며, 가장 인기 있는 것은 희토류 영구 자석 모터입니다. 중국이 전 세계 희토류 자원의 대부분을 공급하고 있다는 사실은 누구나 알고 있습니다. 미국도 최근 몇 년 동안 이런 일을 목격했습니다. 그들은 희토류 공급에 있어서 중국의 제약을 받고 싶어하지 않습니다. 그래서 바이든은 취임 후 희토류 공급망 참여를 늘리려고 했다. 이는 2조 달러 규모의 인프라 제안의 우선순위 중 하나입니다. 2017년 캘리포니아에서 폐쇄된 광산을 매입한 MP 머티리얼즈는 네오디뮴과 프라세오디뮴에 중점을 두고 미국 희토류 공급망을 복원하기 위해 경쟁하고 있으며 최저 비용 생산자가 되기를 희망하고 있습니다. Lynas는 텍사스에 경희토류 처리 공장을 건설하기 위해 정부 자금을 지원받았으며 텍사스에 중희토류 분리 시설에 대한 또 다른 계약을 체결했습니다. 미국이 그토록 많은 노력을 기울였음에도 불구하고 업계 관계자들은 단기적으로는 특히 비용 측면에서 중국이 희토류 공급에서 우위를 점할 것이며 미국은 이를 전혀 흔들지 못할 것이라고 믿고 있다.
아마도 Tesla는 이것을 보고 희토류를 전혀 사용하지 않는 영구 자석을 모터로 사용하는 것을 고려했을 것입니다. 이것은 대담한 가정이거나 농담이지만 우리는 아직 모릅니다. Tesla가 영구 자석 모터를 버리고 유도 모터로 다시 전환한다면 이는 그들의 작업 스타일이 아닌 것 같습니다. 그리고 테슬라는 영구자석 모터를 사용하고 희토류 영구자석을 완전히 버리기를 원하기 때문에 두 가지 가능성이 있습니다. 하나는 원래의 세라믹(페라이트)과 알니코 영구자석에서 혁신적인 결과를 얻는 것이고, 두 번째는 영구자석을 희토류로 만든 것입니다. 다른 비희토류 합금 재료도 희토류 영구자석과 동일한 효과를 유지할 수 있습니다. 이 두 가지가 아니라면 Tesla는 개념을 가지고 놀 가능성이 높습니다. Alliance LLC의 Da Vukovich 사장은 “희토류 자석의 특성으로 인해 다른 자석 재료는 고강도 성능을 따라올 수 없습니다. 희토류 자석을 실제로 대체할 수는 없습니다.”
Tesla가 개념을 가지고 장난을 치고 있는지, 영구 자석 모터 측면에서 중국의 희토류 공급에 대한 의존도를 실제로 없애고 싶은지 여부에 관계없이 편집자는 희토류 자원이 매우 소중하므로 합리적으로 개발하고 더 많은 비용을 지불해야 한다고 믿습니다. 미래 세대에 대한 관심. 동시에 연구자들은 연구 노력을 늘려야 합니다. Tesla의 공식이 좋은지 아닌지는 말하지 말자. 적어도 그것은 우리에게 몇 가지 힌트와 영감을 주었습니다.
