Tesla, elektrikli araçlarında yapılandırılan yeni nesil sabit mıknatıslı motorların hiçbir şekilde nadir toprak malzemeleri kullanmayacağını duyurdu!
Tesla'nın sloganı: Nadir toprak kalıcı mıknatıslar tamamen ortadan kaldırılmıştır
bu gerçek mi?
Aslında 2018'de dünyadaki elektrikli araçların %93'ü, nadir topraklardan yapılmış sabit mıknatıslı bir motorla çalıştırılan bir güç aktarım mekanizmasıyla donatılmıştı. 2020 yılında küresel elektrikli araç pazarının %77'sinde sabit mıknatıslı motorlar kullanılıyor. Elektrikli araç endüstrisi gözlemcileri, Çin'in en büyük elektrikli araç pazarlarından biri haline gelmesi ve Çin'in nadir toprak tedarikini büyük ölçüde kontrol etmesi nedeniyle Çin'in kalıcı mıknatıslı makinelerden geçiş yapmasının pek mümkün olmadığına inanıyor. Peki Tesla'nın durumu nedir ve bu konuda nasıl düşünüyor? Tesla, 2018 yılında Model 3'te ilk kez gömülü sabit mıknatıslı senkron motor kullanmış ve asenkron motoru ön aksta tutmuştu. Şu anda Tesla, Model S ve X elektrikli araçlarında iki tür motor kullanıyor; biri nadir toprak kalıcı mıknatıslı motor, diğeri ise endüksiyonlu motor. Asenkron motorlar daha fazla güç sağlayabilir ve kalıcı mıknatıslı endüksiyon motorları daha verimlidir ve sürüş menzilini %10 oranında artırabilir.
Sabit mıknatıslı motorun kökeni Bundan bahsetmişken, nadir toprak kalıcı mıknatıslı motorun nasıl ortaya çıktığından da bahsetmemiz gerekiyor. Manyetizmanın elektrik, elektriğin de manyetizma ürettiğini ve motor üretiminin manyetik alandan ayrılamaz olduğunu herkes bilir. Bu nedenle manyetik alan sağlamanın iki yolu vardır: uyarma ve kalıcı mıknatıs. DC motorlar, senkron motorlar ve birçok minyatür özel motorun tümü bir DC manyetik alan gerektirir. Geleneksel yöntem, manyetik alan elde etmek için demir çekirdekli enerjilendirilmiş bir bobin (manyetik kutup adı verilen) kullanmaktır ancak bu yöntemin en büyük dezavantajı, akımın bobin direncinde (ısı üretimi) enerji kaybına uğraması, dolayısıyla enerji miktarının azaltılmasıdır. Motor verimliliği ve artan işletme maliyetleri. Şu anda insanlar, eğer kalıcı bir manyetik alan varsa ve elektrik artık manyetizma üretmek için kullanılmıyorsa, motorun ekonomik endeksinin artacağını düşünüyordu. 1980'li yıllarda çeşitli kalıcı mıknatıslı malzemeler ortaya çıktı ve bunlar daha sonra motorlara uygulanarak kalıcı mıknatıslı motorlar üretildi.
Nadir toprak kalıcı mıknatıslı motor liderliği ele alıyor Peki hangi malzemeler kalıcı mıknatıslar yapabilir? Birçok netizen yalnızca tek bir tür malzemenin olduğunu düşünüyor. Aslında, kalıcı bir manyetik alan oluşturabilen dört ana mıknatıs türü vardır: seramik (ferrit), alüminyum nikel kobalt (AlNiCo), samaryum kobalt (SmCo) ve neodimyum demir bor (NdFeB). Terbiyum ve disprosiyum içeren özel neodimyum mıknatıs alaşımları, daha yüksek Curie sıcaklıklarıyla geliştirildi ve bu alaşımların 200°C'ye kadar daha yüksek sıcaklıklara dayanabilmesine olanak tanındı.
1980'lerden önce kalıcı mıknatıs malzemeleri çoğunlukla ferrit kalıcı mıknatıslar ve alniko kalıcı mıknatıslardı, ancak bu malzemelerin kalıcılığı çok güçlü olmadığından üretilen manyetik alan nispeten zayıftı. Sadece bu da değil, bu iki tür kalıcı mıknatısın zorlayıcı kuvveti düşüktür ve harici bir manyetik alanla karşılaştıklarında kolayca etkilenirler ve manyetikliği giderilir, bu da kalıcı mıknatıslı motorların gelişimini kısıtlar. Nadir toprak mıknatıslarından bahsedelim. Aslında, nadir toprak mıknatısları iki tür kalıcı mıknatısa ayrılır: hafif nadir toprak ve ağır nadir toprak. Küresel nadir toprak rezervlerinin yaklaşık %85'i hafif nadir topraklardan, %15'i ise ağır nadir topraklardan oluşmaktadır. İkincisi, birçok otomotiv uygulamasına uygun, yüksek sıcaklık dereceli mıknatıslar sunar. 1980'lerden sonra, yüksek performanslı bir nadir toprak kalıcı mıknatıs malzemesi olan NdFeB kalıcı mıknatıs ortaya çıktı. Bu tür malzemeler daha yüksek kalıcılığa, daha yüksek zorlayıcılığa ve enerji üretimine sahiptir, ancak genellikle alternatiflere göre daha düşük Curie sıcaklıkları vardır. Nadir toprak kalıcı mıknatıslı motor, yüksek verimlilik, uyarma bobini olmaması ve dolayısıyla uyarma enerji kaybı olmaması gibi birçok avantaja sahiptir; bağıl manyetik geçirgenlik hava makinesininkine yakındır, bu da motor endüktansını azaltır ve güç faktörünü artırır. Nadir toprak kalıcı mıknatıslı motorların daha iyi güç yoğunluğu ve verimliliği nedeniyle, elektrikli tahrik motorlarının birçok farklı tasarımı vardır ve en popüler olanı nadir toprak kalıcı mıknatıslı motorlardır. Tesla kurtulmak istiyor Çin'in nadir toprak elementlerine bağımlılık mı?
Herkes Çin'in dünyadaki nadir toprak kaynaklarının büyük çoğunluğunu sağladığını biliyor. ABD de bunu son yıllarda gördü. Nadir toprak tedarikinde Çin tarafından kısıtlanmak istemiyorlar. Bu nedenle Biden göreve geldikten sonra nadir toprak tedarik zincirine katılımını artırmaya çalıştı. Bu, 2 trilyon dolarlık altyapı teklifinin önceliklerinden biri. 2017 yılında Kaliforniya'da daha önce kapatılmış bir madeni satın alan MP Materials, neodimyum ve praseodimyuma odaklanarak ABD nadir toprak tedarik zincirini yeniden canlandırmak için yarışıyor ve en düşük maliyetli üretici olmayı umuyor. Lynas, Teksas'ta hafif bir nadir toprak işleme tesisi kurmak için hükümetten fon aldı ve Teksas'ta bir ağır nadir toprak ayırma tesisi için başka bir sözleşmesi var. ABD bu kadar çaba sarf etmiş olsa da sektördeki insanlar kısa vadede, özellikle maliyet açısından, Çin'in nadir toprak tedarikinde hakim konumunu koruyacağına ve ABD'nin bunu hiçbir şekilde sarsamayacağına inanıyor.
Belki de Tesla bunu gördü ve motor olarak nadir toprak kullanmayan kalıcı mıknatıslar kullanmayı düşündü. Bu cesur bir varsayım mı yoksa bir şaka mı, hala bilmiyoruz. Tesla, kalıcı mıknatıslı motorları bırakıp endüksiyon motorlarına geri dönerse, bu onların işleri yapma tarzı gibi görünmüyor. Tesla daimi mıknatıslı motorlar kullanmak istiyor ve nadir toprak kalıcı mıknatıslarını tamamen terk ediyor, dolayısıyla iki olasılık var: Biri orijinal seramik (ferrit) ve AlNiCo kalıcı mıknatıslar üzerinde yenilikçi sonuçlar elde etmek, ikincisi ise kalıcı mıknatısların metalden yapılmış olması. diğer nadir toprak dışı alaşım malzemeleri de nadir toprak kalıcı mıknatıslarla aynı etkiyi koruyabilir. Eğer bu ikisi değilse Tesla muhtemelen kavramlarla oynuyor demektir. Alliance LLC'nin başkanı Da Vukovich bir keresinde şöyle demişti: "Nadir toprak mıknatıslarının özellikleri nedeniyle, başka hiçbir mıknatıs malzemesi onların yüksek mukavemet performansıyla eşleşemez. Nadir toprak mıknatıslarını gerçekten değiştiremezsiniz”.
Tesla'nın konseptlerle oynaması veya kalıcı mıknatıslı motorlar açısından Çin'in nadir toprak tedarikine olan bağımlılığından gerçekten kurtulmak istemesi fark etmeksizin, editör nadir toprak kaynaklarının çok değerli olduğuna ve bunları rasyonel bir şekilde geliştirmemiz ve daha fazla ödememiz gerektiğine inanıyor. gelecek nesillere dikkat. Aynı zamanda araştırmacıların araştırma çabalarını artırmaları gerekmektedir. Tesla'nın formülasyonu iyi mi kötü mü demeyelim, en azından bize bazı ipuçları ve ilhamlar verdi.
