Karena rantai pasokan dan masalah lingkungan, departemen powertrain Tesla bekerja keras untuk menghilangkan magnet tanah jarang dari motor dan mencari solusi alternatif.
Tesla belum menemukan bahan magnet yang benar -benar baru, sehingga mungkin cocok dengan teknologi yang ada, kemungkinan besar menggunakan ferit yang murah dan mudah diproduksi.
Dengan dengan hati -hati memposisikan magnet ferit dan menyesuaikan aspek desain motor lainnya, banyak indikator kinerjatanah jarangDrive Motors dapat direplikasi. Dalam hal ini, berat motor hanya meningkat sekitar 30%, yang mungkin merupakan perbedaan kecil dibandingkan dengan berat keseluruhan mobil.
4. Bahan magnet baru perlu memiliki tiga karakteristik dasar berikut: 1) Mereka perlu memiliki magnet; 2) terus mempertahankan magnet di hadapan medan magnet lainnya; 3) dapat menahan suhu tinggi.
Menurut Tencent Technology News, produsen kendaraan listrik Tesla telah menyatakan bahwa elemen tanah jarang tidak akan lagi digunakan dalam motor mobilnya, yang berarti bahwa insinyur Tesla harus sepenuhnya melepaskan kreativitas mereka dalam menemukan solusi alternatif.
Bulan lalu, Elon Musk merilis "bagian ketiga dari rencana induk" di acara Hari Investor Tesla. Di antara mereka, ada detail kecil yang menyebabkan sensasi di bidang fisika. Colin Campbell, seorang eksekutif senior di departemen powertrain Tesla, mengumumkan bahwa timnya menghilangkan magnet tanah jarang dari motor karena masalah rantai pasokan dan dampak negatif yang signifikan dari menghasilkan magnet tanah jarang.
Untuk mencapai tujuan ini, Campbell menyajikan dua slide yang melibatkan tiga bahan misterius dengan cerdik yang dilabeli sebagai Earth Rare 1, Rare Earth 2, dan Rare Earth 3. Slide pertama mewakili situasi Tesla saat ini, di mana jumlah tanah jarang yang digunakan oleh perusahaan di setiap kendaraan berkisar dari setengah kilogram hingga 10 gram. Pada slide kedua, penggunaan semua elemen tanah jarang telah dikurangi menjadi nol.
Untuk ahli magnet yang mempelajari kekuatan magis yang dihasilkan oleh gerakan elektronik pada bahan tertentu, identitas Earth Rare 1 mudah dikenali, yaitu neodymium. Ketika ditambahkan ke elemen umum seperti besi dan boron, logam ini dapat membantu menciptakan medan magnet yang kuat. Tetapi beberapa bahan memiliki kualitas ini, dan bahkan lebih sedikit elemen tanah jarang menghasilkan medan magnet yang dapat memindahkan mobil Tesla dengan berat lebih dari 2000 kilogram, serta banyak hal lain dari robot industri hingga jet tempur. Jika Tesla berencana untuk menghapus neodymium dan elemen tanah jarang lainnya dari motor, magnet mana yang akan digunakan sebagai gantinya?
Untuk fisikawan, satu hal yang pasti: Tesla tidak menciptakan jenis bahan magnetik yang sama sekali baru. Andy Blackburn, Wakil Presiden Eksekutif Strategi di Niron Magnet, mengatakan, "Dalam lebih dari 100 tahun, kami mungkin hanya memiliki beberapa peluang untuk memperoleh magnet bisnis baru." Niron Magnet adalah salah satu dari sedikit startup yang mencoba mengambil kesempatan berikutnya.
Blackburn dan yang lainnya percaya bahwa Tesla lebih mungkin memutuskan untuk puas dengan magnet yang jauh lebih kuat. Di antara banyak kemungkinan, kandidat yang paling jelas adalah ferit: keramik yang terdiri dari besi dan oksigen, dicampur dengan sejumlah kecil logam seperti strontium. Ini murah dan mudah diproduksi, dan sejak tahun 1950 -an, pintu kulkas di seluruh dunia telah diproduksi dengan cara ini.
Tetapi dalam hal volume, magnet ferit hanya sepersepuluh dari magnet neodymium, yang menimbulkan pertanyaan baru. CEO Tesla Elon Musk selalu dikenal karena tanpa kompromi, tetapi jika Tesla ingin beralih ke ferit, tampaknya beberapa konsesi harus dibuat.
Sangat mudah untuk percaya bahwa baterai adalah kekuatan kendaraan listrik, tetapi pada kenyataannya, mengemudi elektromagnetik yang mengendarai kendaraan listrik. Bukan kebetulan bahwa Tesla Company dan unit magnetik "Tesla" dinamai berdasarkan orang yang sama. Ketika elektron mengalir melalui kumparan dalam motor, mereka menghasilkan medan elektromagnetik yang menggerakkan gaya magnet yang berlawanan, menyebabkan poros motor berputar dengan roda.
Untuk roda belakang mobil Tesla, gaya -kekuatan ini disediakan oleh motor magnet permanen, bahan aneh dengan medan magnet yang stabil dan tidak ada input arus, berkat putaran elektron yang cerdik di sekitar atom. Tesla baru mulai menambahkan magnet ini ke mobil sekitar lima tahun yang lalu, untuk memperpanjang jangkauan dan meningkatkan torsi tanpa meningkatkan baterai. Sebelum ini, perusahaan menggunakan motor induksi yang diproduksi di sekitar elektromagnet, yang menghasilkan magnet dengan mengonsumsi listrik. Model -model yang dilengkapi dengan motor depan masih menggunakan mode ini.
Langkah Tesla untuk meninggalkan tanah jarang dan magnet tampaknya agak aneh. Perusahaan mobil sering terobsesi dengan efisiensi, terutama dalam hal kendaraan listrik, di mana mereka masih berusaha membujuk pengemudi untuk mengatasi ketakutan mereka akan jangkauan. Tetapi ketika produsen mobil mulai memperluas skala produksi kendaraan listrik, banyak proyek yang sebelumnya dianggap terlalu tidak efisien sedang muncul kembali.
Ini telah mendorong produsen mobil, termasuk Tesla, untuk menghasilkan lebih banyak mobil menggunakan baterai Lithium Iron Phosphate (LFP). Dibandingkan dengan baterai yang mengandung elemen seperti kobalt dan nikel, model ini sering memiliki jangkauan yang lebih pendek. Ini adalah teknologi yang lebih tua dengan bobot yang lebih besar dan kapasitas penyimpanan yang lebih rendah. Saat ini, model 3 yang ditenagai oleh daya berkecepatan rendah memiliki kisaran 272 mil (sekitar 438 kilometer), sedangkan Model S jarak jauh yang dilengkapi dengan baterai yang lebih canggih dapat mencapai 400 mil (640 kilometer). Namun, penggunaan baterai lithium besi fosfat mungkin merupakan pilihan bisnis yang lebih masuk akal, karena menghindari penggunaan bahan yang lebih mahal dan bahkan berisiko secara politis.
Namun, Tesla tidak mungkin hanya mengganti magnet dengan sesuatu yang lebih buruk, seperti ferit, tanpa membuat perubahan lain. Fisikawan Universitas Uppsala Alaina Vishna berkata, “Anda akan membawa magnet besar di mobil Anda. Untungnya, motor listrik adalah mesin yang cukup kompleks dengan banyak komponen lain yang secara teoritis dapat diatur ulang untuk mengurangi dampak menggunakan magnet yang lebih lemah.
Dalam model komputer, Proterial perusahaan material baru -baru ini menentukan bahwa banyak indikator kinerja motor drive tanah jarang dapat direplikasi dengan memposisikan magnet ferit dan menyesuaikan aspek desain motor lainnya. Dalam hal ini, berat motor hanya meningkat sekitar 30%, yang mungkin merupakan perbedaan kecil dibandingkan dengan berat keseluruhan mobil.
Terlepas dari sakit kepala ini, perusahaan mobil masih memiliki banyak alasan untuk meninggalkan elemen tanah jarang, asalkan mereka dapat melakukannya. Nilai seluruh pasar bumi langka mirip dengan pasar telur di Amerika Serikat, dan secara teoritis, elemen tanah jarang dapat ditambang, diproses, dan dikonversi menjadi magnet di seluruh dunia, tetapi pada kenyataannya, proses -proses ini menghadirkan banyak tantangan.
Analis mineral dan blogger pengamatan bumi langka populer Thomas Krumer mengatakan, “Ini adalah industri $ 10 miliar, tetapi nilai produk yang dibuat setiap tahun berkisar antara $ 2 triliun hingga $ 3 triliun, yang merupakan tuas besar. Hal yang sama berlaku untuk mobil. Bahkan jika mereka hanya mengandung beberapa kilogram zat ini, menghapusnya berarti mobil tidak dapat lagi berjalan kecuali Anda bersedia mendesain ulang seluruh mesin
Amerika Serikat dan Eropa berusaha mendiversifikasi rantai pasokan ini. Tambang Bumi Rare California, yang ditutup pada awal abad ke -21, baru -baru ini dibuka kembali dan saat ini memasok 15% dari sumber daya tanah jarang dunia. Di Amerika Serikat, lembaga pemerintah (terutama Departemen Pertahanan) perlu menyediakan magnet yang kuat untuk peralatan seperti pesawat terbang dan satelit, dan mereka antusias berinvestasi dalam rantai pasokan di dalam negeri dan di daerah seperti Jepang dan Eropa. Tetapi mempertimbangkan biaya, teknologi yang diperlukan, dan masalah lingkungan, ini adalah proses yang lambat yang dapat bertahan selama beberapa tahun atau bahkan beberapa dekade.
Waktu pos: Mei-11-2023