A Tesla acaba de anunciar que a próxima geração de motores de ímã permanente configurados em seus veículos elétricos não utilizará nenhum material de terras raras!
Slogan de Tesla: Os ímãs permanentes de terras raras são completamente eliminados
isso é real?
Na verdade, em 2018, 93% dos veículos eléctricos do mundo estavam equipados com um trem de força movido por um motor de íman permanente feito de terras raras. Em 2020, 77% do mercado global de veículos elétricos utiliza motores de ímã permanente. Os observadores da indústria de veículos eléctricos acreditam que, como a China se tornou um dos maiores mercados de veículos eléctricos e a China controlou largamente o fornecimento de terras raras, é improvável que a China abandone as máquinas de ímanes permanentes. Mas qual é a situação da Tesla e como ela pensa a respeito? Em 2018, Tesla usou pela primeira vez um motor síncrono de ímã permanente integrado no Modelo 3, mantendo o motor de indução no eixo dianteiro. Atualmente, a Tesla usa dois tipos de motores em seus veículos elétricos Modelo S e X, um é um motor de ímã permanente de terras raras e o outro é um motor de indução. Os motores de indução podem fornecer mais potência, e os motores de indução com ímãs permanentes são mais eficientes e podem melhorar o alcance de condução em 10%.
A origem do motor de ímã permanente Falando nisso, temos que mencionar como surgiu o motor de ímã permanente de terras raras. Todos sabem que o magnetismo gera eletricidade e a eletricidade gera magnetismo, e a geração de um motor é inseparável de um campo magnético. Portanto, existem duas maneiras de fornecer um campo magnético: excitação e ímã permanente. Motores CC, motores síncronos e muitos motores especiais em miniatura requerem um campo magnético CC. O método tradicional é utilizar uma bobina energizada (chamada de pólo magnético) com núcleo de ferro para obter um campo magnético, mas a maior desvantagem desse método é que a corrente tem perda de energia na resistência da bobina (geração de calor), reduzindo assim eficiência do motor e aumentando os custos operacionais. Neste momento, as pessoas pensavam – se houver um campo magnético permanente e a eletricidade não for mais usada para gerar magnetismo, então o índice econômico do motor será melhorado. Então, por volta da década de 1980, uma variedade de materiais de ímã permanente apareceu, e eles foram aplicados em motores, formando motores de ímã permanente.
Motor de ímã permanente de terras raras assume a liderança Então, quais materiais podem formar ímãs permanentes? Muitos internautas pensam que existe apenas um tipo de material. Na verdade, existem quatro tipos principais de ímãs que podem gerar um campo magnético permanente, a saber: cerâmica (ferrita), alumínio-níquel-cobalto (AlNiCo), samário-cobalto (SmCo) e neodímio-ferro-boro (NdFeB). Ligas especiais de ímã de neodímio, incluindo térbio e disprósio, foram desenvolvidas com temperaturas Curie mais altas, permitindo-lhes suportar temperaturas mais altas de até 200°C.
Antes da década de 1980, os materiais magnéticos permanentes eram principalmente ímãs permanentes de ferrite e ímãs permanentes de alnico, mas a remanência desses materiais não é muito forte, portanto o campo magnético gerado é relativamente fraco. Além disso, a força coercitiva desses dois tipos de ímãs permanentes é baixa e, uma vez que encontram um campo magnético externo, são facilmente afetados e desmagnetizados, o que restringe o desenvolvimento de motores de ímãs permanentes. Vamos falar sobre ímãs de terras raras. Na verdade, os ímãs de terras raras são divididos em dois tipos de ímãs permanentes: terras raras leves e terras raras pesadas. As reservas globais de terras raras consistem em aproximadamente 85% de terras raras leves e 15% de terras raras pesadas. Este último oferece ímãs com classificação de alta temperatura, adequados para muitas aplicações automotivas. Após a década de 1980, apareceu um material magnético permanente de terras raras de alto desempenho - ímã permanente NdFeB. Tais materiais têm maior remanência, bem como maior coercividade e produção de energia, mas geralmente temperaturas Curie mais baixas do que as alternativas. O motor de ímã permanente de terras raras feito dele tem muitas vantagens, como alta eficiência, sem bobina de excitação, portanto não há perda de energia de excitação; a permeabilidade magnética relativa é próxima da da máquina de ar, o que reduz a indutância do motor e melhora o fator de potência. É precisamente por causa da melhor densidade de potência e eficiência dos motores de ímã permanente de terras raras que existem muitos designs diferentes de motores de acionamento elétrico, e os mais populares são os motores de ímã permanente de terras raras. Tesla quer se livrar Dependência de terras raras chinesas?
Todos sabem que a China fornece a grande maioria dos recursos de terras raras do mundo. Os Estados Unidos também viram isso nos últimos anos. Eles não querem ser restringidos pela China no fornecimento de terras raras. Portanto, após a posse de Biden, ele tentou aumentar sua participação na cadeia de fornecimento de terras raras. É uma das prioridades da proposta de infra-estruturas de 2 biliões de dólares. A MP Materials, que comprou uma mina anteriormente fechada na Califórnia em 2017, está competindo para restaurar a cadeia de fornecimento de terras raras dos EUA, com foco em neodímio e praseodímio, e espera se tornar o produtor de menor custo. Lynas recebeu financiamento governamental para construir uma planta de processamento de terras raras leves no Texas e tem outro contrato para uma instalação de separação de terras raras pesadas no Texas. Embora os Estados Unidos tenham feito tantos esforços, as pessoas da indústria acreditam que no curto prazo, especialmente em termos de custo, a China manterá uma posição dominante no fornecimento de terras raras, e os Estados Unidos não podem abalá-la de forma alguma.
Talvez Tesla tenha percebido isso e tenha considerado o uso de ímãs permanentes que não usam terras raras como motores. Esta é uma suposição ousada ou uma piada que ainda não sabemos. Se a Tesla abandonar os motores de ímanes permanentes e voltar aos motores de indução, este não parece ser o seu estilo de fazer as coisas. E a Tesla quer usar motores de ímã permanente e abandona completamente os ímãs permanentes de terras raras, então há duas possibilidades: uma é ter resultados inovadores na cerâmica original (ferrite) e nos ímãs permanentes de AlNiCo. outros materiais de liga de terras não raras também podem manter o mesmo efeito que os ímãs permanentes de terras raras. Se não forem esses dois, então Tesla provavelmente está brincando com conceitos. Da Vukovich, presidente da Alliance LLC, disse certa vez que “devido às características dos ímãs de terras raras, nenhum outro material magnético pode igualar seu desempenho de alta resistência. Você realmente não pode substituir os ímãs de terras raras”.
Independentemente de a Tesla estar brincando com conceitos ou realmente querer se livrar de sua dependência do fornecimento de terras raras da China em termos de motores de ímã permanente, o editor acredita que os recursos de terras raras são muito preciosos e devemos desenvolvê-los racionalmente e pagar mais atenção às gerações futuras. Ao mesmo tempo, os investigadores precisam de aumentar os seus esforços de investigação. Não digamos se a formulação de Tesla é boa ou não, pelo menos ela nos deu algumas dicas e inspirações.
