Tesla Motors може да обмисли замяната на редкоземни магнити с ферити с ниска производителност

Поради проблеми с веригата за доставки и опасения за околната среда, отделът за задвижване на Tesla работи за премахване на редкоземните магнити от електрическите двигатели и търси алтернативи.

 

Tesla все още не е изобретил изцяло нов магнитен материал, така че може да използва съществуващата технология за известно време, най-вероятно да използва евтини и лесни за производство ферити.

 

Чрез внимателно позициониране на феритни магнити и регулиране на други аспекти на дизайна на двигателя, много от свойствата на двигателите, задвижвани от редкоземни елементи, могат да бъдат възпроизведени Index. В този случай теглото на двигателя се е увеличило само с около 30 процента, което е спрямо общото тегло на колата

Разликата може да е малка.

Новият магнитен материал трябва да има следните три основни характеристики: 1) той трябва да бъде магнитен: 2) той продължава да бъде магнитен в присъствието на други магнитни полета; 3) Издържа на висока температура.

 

Новини от Tencent Technology News, производителят на електрически автомобили Tesla заяви, че неговите автомобилни двигатели вече няма да използват редкоземни елементи, което означава, че инженерите, които вкусят Tesla, ще трябва да отприщят своята креативност, за да намерят алтернативи.

 

Миналия месец, на събитието на Деня на инвеститора на Tesla, Илон Мъск пусна „Главен план, част III“. Сред тях има малка подробност, която нашумя в областта на физиката. Колин Кембъл, изпълнителен директор в подразделението за задвижване на Tesla, обяви, че неговият екип работи върху Премахването на редкоземни магнити от двигателите се дължи на проблеми с веригата за доставки и прекомерно отрицателно въздействие от производството на редкоземни магнити.

За да постигне това, Кембъл представи два слайда, включващи три мистериозни материала, които бяха умело обозначени като За рядка земя 1, рядка земя 2 и рядка земя 3. Първият слайд представя текущото състояние на Tesla, която използва от половин килограм до 10 грама във всяко превозно средство. На втория слайд броят на използваните редкоземни елементи пада до нула.

 

За магнетисти, които изучават магическата сила на определени материали, дължащи се на движението на електрони, самоличността на рядка земя 1 е лесна за идентифициране, това е неодим. Когато се добави към обикновени елементи като желязо и бор, този метал може да помогне за създаването на силно, винаги включено магнитно поле. Но малко материали притежават това качество, произвеждайки автомобили на Tesla, които са достатъчно големи, за да преместят повече от 2,000 килограма белези, а магнитните полета на много други неща от промишлени роботи до бойни самолети имат по-малко редкоземни елементи. Ако се брои Тесла

За да премахнете неодим и други редкоземни елементи от двигателя, кой магнит ще използва вместо това?

 

Едно нещо е сигурно за физиците: Тесла не е изобретил изцяло нов магнитен материал. Анди Блекбърн, изпълнителен вицепрезидент по стратегията в NIron Magnetics, каза: "След повече от 100 години може да имаме само няколко възможности да получим нови търговски магнити." NIronMagnetics е един от малкото стартиращи компании, които се опитват да се възползват от следващата възможност.

 

Блекбърн и други смятат, че е по-вероятно Тесла да е решила да използва много по-малко мощен магнит. Сред многото възможности най-очевидният кандидат е феритът: керамика, съставена от желязо и кислород, с малко количество метал, като стронций, се смесва. Той е евтин и лесен за производство по целия свят от 50-те години на 20 век

Вратите на хладилника се произвеждат по този начин.

 

Но по обем феритите са само една десета от магнетизма на неодимовите магнити, което повдига нови въпроси. Първият изпълнителен директор на Tesla Илон Мъск винаги е бил известен с това, че е безкомпромисен, но ако Tesla ще премине към ферит, изглежда, че трябва да направи нещо

Някои отстъпки. Лесно е да се мисли, че батериите са силата на електрическите автомобили, но всъщност електромагнетизмът задвижва електрическите автомобили. Неслучайно и компанията Tesla, и магнитната единица "Tesla" са кръстени на едно и също лице. Когато електроните преминават през проводниците в двигателя. При завъртане те генерират електромагнитно поле, което избутва противоположната магнитна сила, карайки вала на двигателя да задвижва колелата да се въртят.

За задните колела на превозните средства на Tesla, тези сили се осигуряват от електрически мотор с постоянен магнит, който е вид двигател, който има странен материал, който стабилизира магнитно поле без никакъв входен ток, благодарение на гениалното въртене на електрони около атоми. Special Sla започна да добавя тези магнити към колите едва преди около пет години, за да удължи живота на батерията, без да надгражда обхвата на батерията и да увеличава въртящия момент. Преди това компанията използва асинхронни двигатели, произведени около електромагнити, през които преминават електромагнитите

Магнетизмът се генерира чрез консумация на електричество. Тези модели с двигател, монтиран отпред, все още използват този модел днес.

 

Ходът на Tesla да изостави редкоземните елементи и магнитите може да изглежда малко странен. Автомобилните компании често са обсебени от сухата ефективност, особено в случай на електрически превозни средства, те все още се борят да убедят шофьорите да преодолеят страха си от пробега. Но при производителите на автомобили

Започва разширяване на производството на електрически превозни средства и много проекти, които преди бяха смятани за твърде неефективни, се появяват отново.

 

Това накара производителите на автомобили, включително Tesla, да произвеждат повече автомобили, които използват батерии с литиево-железен фосфат (LFP). С тези батерии, съдържащи елементи като кобалт и никел, обикновено имат по-къс обхват от батериите. Това е по-стара технология,

По-голямо тегло и по-малък капацитет за съхранение. Настоящият Model 3, задвижван от нискоскоростна мощност, има обхват от 272 мили (приблизително 438 км), докато моделът S с голям обхват с по-модерни батерии може да достигне 400 мили (640 км). Но приемането на литиево-железни фосфатни батерии може да бъде по-мъдър търговски избор, тъй като избягва използването на по-скъпи или дори екзистенциални батерии Материал на политически риск.

 

Малко вероятно е обаче Tesla просто да замени магнитите, като ферити, с нещо по-лошо и нищо друго да не се промени. Физикът от университета в Упсала Алена Вишна каза: „Ще носите огромно парче магнетизъм в автомобилно желязо. „За щастие двигателите са доста сложни машини, съставени от много други части, които теоретично биха могли да бъдат пренаредени в колона, за да смекчат въздействието от използването на по-слаби магнити.

 

В компютърен модел, компанията за материали Proterial наскоро определи, чрез внимателно позициониране на феритния магнит и регулиране на комплекта двигатели. В други аспекти, много показатели за ефективност на двигатели с редкоземни задвижвания могат да бъдат възпроизведени. В този случай теглото само на двигателя. С увеличение от около 30 процента разликата може да е малка спрямо общото тегло на автомобила.

 

Въпреки тези главоболия, автомобилните компании имат много причини да изоставят редкоземните елементи, но само ако го направят. Ако можете да го направите. Стойността на целия пазар на редкоземни метали е приблизително същата като американския пазар на яйца и на теория редкоземните юани могат да се добиват, обработват и превръщат в магнетизъм по целия свят желязо, но всъщност има много предизвикателства пред тези процеси.

 

Томас Крумър, анализатор на минерали и популярен блогър за часовници за редкоземни елементи, каза: „Това е сделка за 10 милиарда долара, но стойността на продуктите, създавани годишно, е между 2 трилиона и 3 трилиона долара, което е огромен лост. Кола Също така е вярно, че дори и да съдържат само няколко килограма от това вещество, премахването им означава, че автомобилите вече не могат да шофират, освен ако не сте готови да преработите целия двигател.

 

Съединените щати и Европа се опитват да разнообразят тази верига на доставки. Калифорнийските редкоземни мини, които бяха затворени в началото на 21 век, наскоро бяха отворени отново

Предишни доставки на 15 процента от редкоземните елементи в света. В Съединените щати правителствените агенции, особено Министерството на отбраната, се нуждаят от оборудване като самолети и сателити

Осигурявайки мощни магнити, те имат желание да инвестират във веригите за доставки както на вътрешния пазар, така и в региони като Япония и Европа. Но предвид успеха Това е бавен процес, който отнема години или дори десетилетия. В същото време търсенето на вграждане на магнити в инструменти за декарбонизация като автомобили и вятърни турбини също нараства.

Според института за пазарни проучвания AdamasIntelligence, 12 процента от редкоземните метали в момента се използват в електрическите превозни средства, което е новосъздаващ се пазар. В същото време цените на редките земни елементи често се колебаят силно и външните компании често не могат да предвидят тези фактори

Обикновен.

 

Джим Челиковски, физик, който изучава магнитни материали в Тексаския университет в Остин, каза, че в обобщение, ако сте в индустрия, в която могат да бъдат намерени алтернативни продукти, това може да е изключително. Но той каза, че търсенето е по-добро от феритни. Има различни причини за по-добри алтернативи на редкоземните магнити. Предизвикателството е да се намери материал с три основни характеристики: 1) трябва да бъде магнитен; 2) продължава да бъде магнитен в присъствието на други магнитни полета; и 3) може да издържа на високи температури. Топлинните магнити вече не са магнити.

 

Изследователите знаят много добре кои химични елементи правят добри магнити, но има милиони потенциални атомни подредби. Някои така наречени ловци на магнити възприемат подхода да започнат със стотици хиляди възможни материали и да отсеят онези, които съдържат редкоземни елементи, и след това да използват машинно обучение, за да предвидят магнитните свойства на оставащия материал. В края на миналата година Chelikows Key et al. използва системата, за да създаде нов силно магнитен материал, съдържащ кобалт. Често най-голямото предизвикателство е намирането на нови магнити, които са лесни за производство. Вичина от университета в Упсала обясни, че някои новоразработени магнити, като тези, съдържащи манган, са обещаващи, но нестабилни. В други случаи учените знаят, че даден материал е изключително магнетичен, но не може да се произвежда масово. Те включват тетрагонит, никелово-желязно съединение, открито само от метеорити, което трябва да претърпи хиляди години бавно охлаждане, за да подреди прецизно своите атоми в правилното състояние. В лабораторията продължават усилията за по-бързо придвижване на процеса, но все още не дават плод.

 

Магнитно стартиране Niron: Копирайте всички и потърсете някои. Компанията казва, че произвежда магнити от железен нитрид теоретично в сравнение с неодимовия, който е по-магнитен. Но също така е летлив материал, който трудно се произвежда и съхранява в желаната форма. Блекбърн каза, че компанията напредва, но не може да произведе достатъчно мощни магнити за следващото поколение автомобили на Tesla. Първата стъпка, казва той, е да поставим новия магнит в по-малки устройства като звукови системи.

 

Томас Крумър, минен анализатор и популярен блогър за часовници за редкоземни елементи, каза, че не е ясно дали други производители на автомобили ще последват хода на Tesla да се откаже от редкоземните елементи. Някои компании може да настояват националните идентификационни данни да се преместват внимателно, докато други

Копиране Изберете всички и потърсете някои компании, които ще използват индукцията, за да преместят нещата на Yunshan Zhoukou. Дори Tesla може да използва няколко грама редкоземни метали върху бъдещи коли, разпръснати на места като автоматични прозорци, сервоуправление и чистачки на предното стъкло.

 

На събитието на Деня на инвеститора на Tesla, слайдът, сравняващ съдържанието на редкоземни елементи, всъщност сравняваше цяла кола от настоящо поколение с цяла кола от настоящо поколение Бяха сравнени бъдещи двигатели, което може да е рекламен трик. Заобиколни решения като Tesla са в процес на разработка. Замяната на редкоземни материали в двигателите може да е нещо добро, но както казва Крумър, „Страхувам се, че нямаме достатъчно време“.

 

КРАЙ