Тесла је управо најавио да следећа генерација мотора са трајним магнетима конфигурисаним на њиховим електричним возилима уопште неће користити ретке земље!
Теслин слоган: Трајни магнети ретких земаља су потпуно елиминисани
да ли је ово стварно?
У ствари, 2018. године, 93% светских електричних возила је било опремљено погоном који је покретао мотор са перманентним магнетом направљен од ретких земаља. У 2020. години, 77% глобалног тржишта електричних возила користи моторе са трајним магнетима. Посматрачи индустрије електричних возила верују да је мало вероватно да ће Кина прећи са машина са трајним магнетима, пошто је Кина постала једно од највећих тржишта електричних возила, а Кина је у великој мери контролисала снабдевање ретких земаља. Али каква је Теслина ситуација и како о томе размишља? Тесла је 2018. године први пут користио уграђени синхрони мотор са перманентним магнетом у моделу 3, док је задржао индукциони мотор на предњој осовини. Тренутно Тесла користи два типа мотора у својим електричним возилима Модел С и Кс, један је мотор са сталним магнетом ретких земаља, а други је индукциони мотор. Индукциони мотори могу да обезбеде већу снагу, а индукциони мотори са трајним магнетима су ефикаснији и могу побољшати домет вожње за 10%.
Порекло мотора са трајним магнетом Говорећи о овоме, морамо напоменути како је настао мотор са трајним магнетом ретких земаља. Сви знају да магнетизам генерише електричну енергију, а електрична енергија магнетизам, а стварање мотора је неодвојиво од магнетног поља. Дакле, постоје два начина да се обезбеди магнетно поље: побуда и перманентни магнет. ДЦ мотори, синхрони мотори и многи минијатурни специјални мотори захтевају једносмерно магнетно поље. Традиционална метода је коришћење завојнице под напоном (названог магнетни пол) са гвозденим језгром да би се добило магнетно поље, али највећи недостатак ове методе је што струја има губитак енергије у отпору завојнице (генерисање топлоте), чиме се смањује ефикасност мотора и повећање оперативних трошкова. У то време људи су мислили – ако постоји стално магнетно поље, а електрична енергија се више не користи за стварање магнетизма, онда ће се економски индекс мотора побољшати. Тако су се око 1980-их појавили различити материјали са трајним магнетима, који су затим примењени на моторе, правећи моторе са трајним магнетима.
Мотор са сталним магнетом ретких земаља преузима водећу улогу Дакле, од којих материјала се могу направити трајни магнети? Многи корисници интернета мисле да постоји само једна врста материјала. У ствари, постоје четири главна типа магнета који могу да генеришу трајно магнетно поље, а то су: керамика (ферит), алуминијум никл кобалт (АлНиЦо), самаријум кобалт (СмЦо) и неодимијум гвожђе бор (НдФеБ). Специјалне легуре неодимијум магнета, укључујући тербијум и диспрозијум, развијене су са вишим Киријевим температурама, што им омогућава да издрже више температуре до 200°Ц.
Пре 1980-их, материјали трајних магнета су углавном били феритни перманентни магнети и алнико перманентни магнети, али реманентност ових материјала није јако јака, тако да је генерисано магнетно поље релативно слабо. И не само то, већ је и сила присиле ове две врсте трајних магнета ниска, и када наиђу на спољашње магнетно поље, лако се утичу на њих и демагнетизују их, што ограничава развој мотора са трајним магнетима. Хајде да причамо о магнетима ретких земаља. У ствари, магнети ретких земаља су подељени у две врсте трајних магнета: лаке ретке земље и тешке ретке земље. Глобалне резерве ретких земаља састоје се од приближно 85% лаких ретких земаља и 15% тешких ретких земаља. Потоњи нуди магнете за високе температуре погодне за многе аутомобилске апликације. Након 1980-их, појавио се трајни магнет ретких земаља високих перформанси - НдФеБ перманентни магнет. Такви материјали имају већу реманентност, као и већу коерцитивност и производњу енергије, али генерално ниже Киријеве температуре од алтернатива. Мотор са сталним магнетом ретких земаља направљен од њега има многе предности, као што је висока ефикасност, без побудног намотаја, тако да нема губитка енергије побуде; релативна магнетна пермеабилност је блиска оној код машине за ваздух, што смањује индуктивност мотора и побољшава фактор снаге. Управо због боље густине снаге и ефикасности реткоземних мотора са перманентним магнетом постоји много различитих дизајна електромотора, а најпопуларнији су реткоземни мотори са перманентним магнетом. Тесла жели да се ослободи Зависност од кинеских ретких земаља?
Сви знају да Кина обезбеђује огромну већину ресурса ретких земаља у свету. Сједињене Државе су такође виделе ово последњих година. Не желе да их Кина ограничава у снабдевању ретких земаља. Стога је, након што је Бајден преузео дужност, покушао да повећа своје учешће у ланцу снабдевања ретких земаља. То је један од приоритета инфраструктурног предлога вредног 2 трилиона долара. МП Материалс, који је купио претходно затворени рудник у Калифорнији 2017. године, такмичи се да обнови амерички ланац снабдевања ретким земљама, са фокусом на неодимијум и празеодимијум, и нада се да ће постати произвођач са најнижим трошковима. Линас је добио владина средства за изградњу фабрике за прераду лаких ретких земаља у Тексасу и има још један уговор за постројење за одвајање тешких ретких земаља у Тексасу. Иако су Сједињене Државе уложиле толико напора, људи у индустрији верују да ће Кина у кратком року, посебно у погледу трошкова, задржати доминантну позицију у снабдевању ретких земаља, а САД је уопште не могу пољуљати.
Можда је Тесла то видео и размишљао је о коришћењу трајних магнета који уопште не користе ретке земље као моторе. Ово је смела претпоставка, или шала, још увек не знамо. Ако Тесла напусти моторе са трајним магнетима и врати се на индукционе моторе, изгледа да то није њихов стил рада. А Тесла жели да користи моторе са трајним магнетима и потпуно одустаје од трајних магнета ретких земаља, тако да постоје две могућности: једна је да има иновативне резултате на оригиналним керамичким (феритним) и АлНиЦо трајним магнетима, друга је да трајни магнети направљени од други материјали од легура ретких земаља такође могу одржати исти ефекат као стални магнети ретких земаља. Ако нису ово двоје, онда се Тесла вероватно игра са концептима. Да Вуковић, председник Аллианце ЛЛЦ предузећа, једном је рекао да „због карактеристика магнета ретких земаља, ниједан други магнетни материјал не може да парира њиховим перформансама високе чврстоће. Не можете заиста заменити магнете ретких земаља”.
Без обзира на то да ли се Тесла игра са концептима или заиста жели да се ослободи своје зависности од кинеског снабдевања ретком земљом у смислу мотора са трајним магнетима, уредник верује да су ресурси ретких земаља веома драгоцени и да их треба рационално развијати и плаћати више. пажњу на будуће генерације. Истовремено, истраживачи треба да повећају своје истраживачке напоре. Да не кажемо да ли је Теслина формулација добра или не, барем нам је дала неке наговештаје и инспирације.
