Az ellátási lánccal és a környezettel kapcsolatos problémák miatt a Tesla hajtáslánc-részlege keményen dolgozik a ritkaföldfém-mágnesek eltávolításán a motorokból, és alternatív megoldásokat keres.
A Tesla még nem talált fel teljesen új mágneses anyagot, így valószínűleg a meglévő technológiával fog beérni, valószínűleg olcsó és könnyen előállítható ferritet használva.
A ferritmágnesek gondos elhelyezésével és a motortervezés egyéb aspektusainak beállításával a teljesítmény számos mutatója javult.ritkaföldféma hajtómotorok lemásolhatók. Ebben az esetben a motor súlya csak körülbelül 30%-kal nő, ami kis különbség lehet az autó összsúlyához képest.
4. Az új mágneses anyagoknak a következő három alapvető tulajdonsággal kell rendelkezniük: 1) mágnesesnek kell lenniük; 2) Más mágneses mezők jelenlétében is meg kell őrizniük mágnesességüket; 3) Magas hőmérsékletnek kell ellenállniuk.
A Tencent Technology News szerint a Tesla elektromos járműveket gyártó vállalat kijelentette, hogy a továbbiakban nem használnak ritkaföldfémeket autómotorjaiban, ami azt jelenti, hogy a Tesla mérnökeinek teljes mértékben szabadjára kell engedniük kreativitásukat az alternatív megoldások keresésében.
Elon Musk a múlt hónapban a Tesla Befektetői Nap rendezvényén tette közzé a „Mesterterv harmadik részét”. Ezek között van egy apró részlet, amely szenzációt keltett a fizika területén. Colin Campbell, a Tesla hajtáslánc-részlegének egyik vezető tisztségviselője bejelentette, hogy csapata kivonja a ritkaföldfém-mágneseket a motorokból az ellátási lánccal kapcsolatos problémák és a ritkaföldfém-mágnesek gyártásának jelentős negatív hatása miatt.
A cél elérése érdekében Campbell két diát mutatott be, amelyek három titokzatos anyagot mutattak be, amelyeket ötletesen ritkaföldfémként 1, ritkaföldfémként 2 és ritkaföldfémként 3 jelöltek meg. Az első dia a Tesla jelenlegi helyzetét mutatja be, ahol a vállalat által az egyes járművekben felhasznált ritkaföldfémek mennyisége fél kilogrammtól 10 grammig terjed. A második dián az összes ritkaföldfém felhasználása nullára csökkent.
A magnetológusok számára, akik bizonyos anyagokban az elektronikus mozgás által generált mágikus erőt vizsgálják, a ritkaföldfém 1 könnyen felismerhető, ami nem más, mint a neodímium. Ha olyan közönséges elemekhez adjuk, mint a vas és a bór, ez a fém erős, mindig bekapcsolt mágneses mezőt hozhat létre. De kevés anyag rendelkezik ezzel a tulajdonsággal, és még kevesebb ritkaföldfém generál olyan mágneses mezőt, amely képes lenne megmozdítani a 2000 kilogrammnál nehezebb Tesla autókat, valamint sok más dolgot, az ipari robotoktól a vadászgépekig. Ha a Tesla azt tervezi, hogy eltávolítja a neodímiumot és más ritkaföldfémeket a motorból, melyik mágnest fogja használni helyette?
A fizikusok számára egy dolog biztos: a Tesla nem egy teljesen új típusú mágneses anyagot talált fel. Andy Blackburn, a NIron Magnets stratégiai alelnöke azt mondta: „Több mint 100 év múlva talán már csak néhány lehetőségünk lesz új üzleti mágnesek megszerzésére.” A NIron Magnets egyike azon kevés startupoknak, amelyek megpróbálják megragadni a következő lehetőséget.
Blackburn és mások valószínűbbnek tartják, hogy a Tesla egy sokkal kevésbé erős mágnes mellett döntött. Számos lehetőség közül a legkézenfekvőbb jelölt a ferrit: egy vasból és oxigénből álló kerámia, amelyet kis mennyiségű fémmel, például stronciummal kevernek. Olcsó és könnyen gyártható, és az 1950-es évek óta világszerte gyártanak hűtőszekrényajtókat ilyen módon.
Térfogat tekintetében azonban a ferrit mágnesessége csak tizede a neodímium mágnesekének, ami új kérdéseket vet fel. Elon Musk, a Tesla vezérigazgatója mindig is a kompromisszumok nélküliségéről volt ismert, de ha a Tesla átáll a ferritre, úgy tűnik, bizonyos engedményeket kell tennie.
Könnyű azt hinni, hogy az akkumulátorok az elektromos járművek ereje, de a valóságban az elektromágneses hajtás hajtja az elektromos járműveket. Nem véletlen, hogy mind a Tesla vállalatot, mind a mágneses egységet, a „Teslát” ugyanarról a személyről nevezték el. Amikor elektronok áramlanak át a motor tekercsein, elektromágneses mezőt hoznak létre, amely ellentétes mágneses erőt generál, és a motor tengelyét a kerekekkel együtt forogtatni kezdi.
A Tesla autók hátsó kerekeinél ezeket az erőket permanens mágnesekkel ellátott motorok biztosítják. Ez egy furcsa anyag, stabil mágneses mezővel és áramfelvétel nélkül, az elektronok atomok körüli okos forgatásának köszönhetően. A Tesla csak körülbelül öt évvel ezelőtt kezdett ilyen mágneseket az autókba szerelni, hogy növelje a hatótávolságot és a nyomatékot az akkumulátor korszerűsítése nélkül. Ezt megelőzően a vállalat elektromágnesek köré gyártott indukciós motorokat használt, amelyek áramfogyasztással generálnak mágnesességet. Az első motorral felszerelt modellek még mindig ezt az üzemmódot használják.
A Tesla lépése, hogy felhagy a ritkaföldfémekkel és mágnesekkel, kissé furcsának tűnik. Az autógyártók gyakran a hatékonyság megszállottjai, különösen az elektromos járművek esetében, ahol még mindig próbálják meggyőzni a sofőröket, hogy győzzék le a hatótávolsággal kapcsolatos félelmüket. De ahogy az autógyártók elkezdik bővíteni az elektromos járművek gyártási méretét, számos olyan projekt kerül újra felszínre, amelyet korábban túl hatékonytalannak tartottak.
Ez arra késztette az autógyártókat, köztük a Teslát is, hogy több lítium-vas-foszfát (LFP) akkumulátorral működő autót gyártsanak. A kobaltot és nikkelt tartalmazó akkumulátorokhoz képest ezeknek a modelleknek a hatótávolsága gyakran rövidebb. Ez egy régebbi technológia, nagyobb súllyal és kisebb tárolókapacitással. Jelenleg az alacsony sebességű árammal működő Model 3 hatótávolsága 272 mérföld (körülbelül 438 kilométer), míg a fejlettebb akkumulátorokkal felszerelt távirányítású Model S 400 mérföldet (640 kilométert) is elérhet. A lítium-vas-foszfát akkumulátor használata azonban ésszerűbb üzleti döntés lehet, mivel elkerülhető a drágább, sőt politikailag kockázatos anyagok használata.
A Tesla azonban valószínűleg nem fogja egyszerűen lecserélni a mágneseket valami rosszabbra, például ferritre, anélkül, hogy bármilyen más változtatást eszközölne. Az Uppsalai Egyetem fizikusa, Alaina Vishna azt mondta: „Egy hatalmas mágnest fogsz magaddal vinni az autódban. Szerencsére az elektromos motorok meglehetősen összetett gépek, számos más alkatrésszel, amelyeket elméletileg át lehet rendezni, hogy csökkentsük a gyengébb mágnesek használatának hatását.”
A számítógépes modellek terén a Proterial anyaggyártó cég nemrégiben megállapította, hogy a ritkaföldfém-meghajtó motorok számos teljesítménymutatója reprodukálható a ferritmágnesek gondos elhelyezésével és a motortervezés egyéb aspektusainak módosításával. Ebben az esetben a motor súlya csak körülbelül 30%-kal nő, ami kis különbség lehet az autó össztömegéhez képest.
Ezen fejfájások ellenére az autógyártóknak továbbra is számos okuk van a ritkaföldfémek elhagyására, feltéve, hogy megtehetik. A teljes ritkaföldfém-piac értéke hasonló az Egyesült Államok tojáspiacának értékéhez, és elméletileg a ritkaföldfémek világszerte bányászhatók, feldolgozhatók és mágnesekké alakíthatók, de a valóságban ezek a folyamatok számos kihívást jelentenek.
Az ásványi elemző és népszerű ritkaföldfém-megfigyelő blogger, Thomas Krumer azt mondta: „Ez egy 10 milliárd dolláros iparág, de az évente előállított termékek értéke 2 és 3 billió dollár között mozog, ami hatalmas előny. Ugyanez vonatkozik az autókra is. Még ha csak néhány kilogrammnyi anyagot is tartalmaznak, az eltávolításuk azt jelenti, hogy az autók többé nem tudnak közlekedni, hacsak nem hajlandóak újratervezni a teljes motort.”
Az Egyesült Államok és Európa igyekszik diverzifikálni ezt az ellátási láncot. A kaliforniai ritkaföldfém-bányák, amelyeket a 21. század elején zártak be, a közelmúltban újra megnyíltak, és jelenleg a világ ritkaföldfém-készletének 15%-át adják. Az Egyesült Államokban a kormányzati szerveknek (különösen a Védelmi Minisztériumnak) erős mágneseket kell biztosítaniuk olyan berendezésekhez, mint a repülőgépek és a műholdak, és lelkesen fektetnek be az ellátási láncokba belföldön és olyan régiókban, mint Japán és Európa. De figyelembe véve a költségeket, a szükséges technológiát és a környezeti problémákat, ez egy lassú folyamat, amely több évig vagy akár évtizedekig is eltarthat.
Közzététel ideje: 2023. május 11.