Dahil sa mga isyu sa supply chain at kapaligiran, ang departamento ng powertrain ng Tesla ay nagsusumikap upang alisin ang mga bihirang magnet ng lupa mula sa mga motor at naghahanap ng mga alternatibong solusyon.
Ang Tesla ay hindi pa naimbento ng isang ganap na bagong materyal na magnet, kaya maaari itong gawin sa umiiral na teknolohiya, malamang na gumagamit ng murang at madaling gawa ng ferrite.
Sa pamamagitan ng maingat na pagpoposisyon ng mga magnet ferrite at pag -aayos ng iba pang mga aspeto ng disenyo ng motor, maraming mga tagapagpahiwatig ng pagganap ngbihirang lupaAng mga motor ng drive ay maaaring mai -replicate. Sa kasong ito, ang bigat ng motor ay tataas lamang ng halos 30%, na maaaring isang maliit na pagkakaiba kumpara sa pangkalahatang bigat ng kotse.
4. Ang mga bagong materyales sa magnet ay kailangang magkaroon ng sumusunod na tatlong pangunahing katangian: 1) kailangan nilang magkaroon ng magnetism; 2) Patuloy na mapanatili ang magnetism sa pagkakaroon ng iba pang mga magnetic field; 3) Maaaring makatiis ng mataas na temperatura.
Ayon sa Tencent Technology News, sinabi ng tagagawa ng de -koryenteng sasakyan na si Tesla na ang mga bihirang elemento ng lupa ay hindi na gagamitin sa mga motor ng kotse nito, na nangangahulugang ang mga inhinyero ng Tesla ay kailangang ganap na mailabas ang kanilang pagkamalikhain sa paghahanap ng mga alternatibong solusyon.
Noong nakaraang buwan, pinakawalan ni Elon Musk ang "Ikatlong Bahagi ng Master Plan" sa kaganapan sa Tesla Investor Day. Kabilang sa mga ito, mayroong isang maliit na detalye na nagdulot ng isang pandamdam sa larangan ng pisika. Si Colin Campbell, isang senior executive sa departamento ng powertrain ng Tesla, ay inihayag na ang kanyang koponan ay nag -aalis ng mga bihirang mga magnet ng lupa mula sa mga motor dahil sa mga isyu ng supply chain at ang makabuluhang negatibong epekto ng paggawa ng mga bihirang magnet ng lupa.
Upang makamit ang layuning ito, ipinakita ni Campbell ang dalawang slide na kinasasangkutan ng tatlong mahiwagang materyales na matalino na may label bilang bihirang lupa 1, bihirang lupa 2, at bihirang lupa 3. Ang unang slide ay kumakatawan sa kasalukuyang sitwasyon ni Tesla, kung saan ang halaga ng mga bihirang lupa na ginagamit ng kumpanya sa bawat sasakyan ay mula sa kalahati ng isang kilogram hanggang 10 gramo. Sa pangalawang slide, ang paggamit ng lahat ng mga bihirang elemento ng lupa ay nabawasan sa zero.
Para sa mga magnetologist na nag -aaral ng mahiwagang kapangyarihan na nabuo ng elektronikong paggalaw sa ilang mga materyales, ang pagkakakilanlan ng bihirang lupa 1 ay madaling makikilala, na kung saan ay neodymium. Kapag idinagdag sa mga karaniwang elemento tulad ng bakal at boron, ang metal na ito ay makakatulong na lumikha ng isang malakas, palaging sa magnetic field. Ngunit ang ilang mga materyales ay may katangiang ito, at kahit na mas kaunting mga bihirang elemento ng lupa ay bumubuo ng mga magnetic field na maaaring ilipat ang mga kotse ng Tesla na tumitimbang ng higit sa 2000 kilograms, pati na rin ang maraming iba pang mga bagay mula sa mga pang -industriya na robot hanggang sa mga manlalaban na jet. Kung plano ng Tesla na alisin ang neodymium at iba pang mga bihirang elemento ng lupa mula sa motor, aling magnet ang gagamitin nito?
Para sa mga pisika, ang isang bagay ay tiyak: Ang Tesla ay hindi nag -imbento ng isang ganap na bagong uri ng magnetic material. Si Andy Blackburn, executive vice president ng diskarte sa Niron Magnets, ay nagsabi, "Sa higit sa 100 taon, maaari lamang tayong magkaroon ng ilang mga pagkakataon upang makakuha ng mga bagong magnet ng negosyo." Ang Niron Magnets ay isa sa ilang mga startup na sumusubok na sakupin ang susunod na pagkakataon.
Naniniwala ang Blackburn at iba pa na mas malamang na nagpasya si Tesla na gawin sa isang mas hindi gaanong makapangyarihang magnet. Kabilang sa maraming mga posibilidad, ang pinaka -halata na kandidato ay ang ferrite: isang ceramic na binubuo ng bakal at oxygen, na halo -halong may isang maliit na halaga ng metal tulad ng strontium. Ito ay parehong mura at madaling paggawa, at mula noong 1950s, ang mga pintuan ng refrigerator sa buong mundo ay ginawa sa ganitong paraan.
Ngunit sa mga tuntunin ng dami, ang magnetism ng ferrite ay isa lamang ikasampu ng mga neodymium magnet, na nagtaas ng mga bagong katanungan. Ang Tesla CEO na si Elon Musk ay palaging kilala sa pagiging hindi kompromiso, ngunit kung ang Tesla ay upang lumipat sa ferrite, tila dapat gawin ang ilang mga konsesyon.
Madali itong paniwalaan na ang mga baterya ay ang lakas ng mga de -koryenteng sasakyan, ngunit sa katotohanan, ito ay ang pagmamaneho ng electromagnetic na nagtutulak ng mga de -koryenteng sasakyan. Hindi sinasadya na ang parehong kumpanya ng Tesla at ang magnetic unit na "Tesla" ay pinangalanan pagkatapos ng parehong tao. Kapag ang mga electron ay dumadaloy sa mga coils sa isang motor, bumubuo sila ng isang electromagnetic field na nagtutulak sa kabaligtaran ng magnetic force, na nagiging sanhi ng pag -ikot ng baras ng motor sa mga gulong.
Para sa mga likurang gulong ng mga kotse ng Tesla, ang mga puwersang ito ay ibinibigay ng mga motor na may permanenteng magnet, isang kakaibang materyal na may matatag na magnetic field at walang kasalukuyang input, salamat sa matalino na pag -ikot ng mga electron sa paligid ng mga atomo. Sinimulan lamang ni Tesla ang pagdaragdag ng mga magnet na ito sa mga kotse mga limang taon na ang nakalilipas, upang mapalawak ang saklaw at dagdagan ang metalikang kuwintas nang hindi na -upgrade ang baterya. Bago ito, ginamit ng kumpanya ang mga motor ng induction na ginawa sa paligid ng mga electromagnets, na bumubuo ng magnetism sa pamamagitan ng pag -ubos ng kuryente. Ang mga modelong nilagyan ng front motor ay gumagamit pa rin ng mode na ito.
Ang paglipat ni Tesla upang iwanan ang mga bihirang lupa at magnet ay tila kakaiba. Ang mga kumpanya ng kotse ay madalas na nahuhumaling sa kahusayan, lalo na sa kaso ng mga de -koryenteng sasakyan, kung saan sinusubukan pa rin nilang hikayatin ang mga driver na malampasan ang kanilang takot sa saklaw. Ngunit habang nagsisimula ang mga tagagawa ng kotse na palawakin ang scale ng produksyon ng mga de -koryenteng sasakyan, maraming mga proyekto na dati nang itinuturing na hindi epektibo ay muling nabuhay.
Sinenyasan nito ang mga tagagawa ng kotse, kabilang ang Tesla, upang makagawa ng maraming mga kotse gamit ang mga baterya ng lithium iron phosphate (LFP). Kumpara sa mga baterya na naglalaman ng mga elemento tulad ng kobalt at nikel, ang mga modelong ito ay madalas na may mas maiikling saklaw. Ito ay isang mas matandang teknolohiya na may mas malaking timbang at mas mababang kapasidad ng imbakan. Sa kasalukuyan, ang Model 3 na pinapagana ng mababang bilis ng kapangyarihan ay may saklaw na 272 milya (humigit-kumulang na 438 kilometro), habang ang remote na modelo ay may kasamang mas advanced na baterya ay maaaring umabot sa 400 milya (640 kilometro). Gayunpaman, ang paggamit ng baterya ng lithium iron phosphate ay maaaring maging isang mas makatuwirang pagpipilian sa negosyo, sapagkat maiiwasan nito ang paggamit ng mas mahal at kahit na mga pampulitika na peligro na materyales.
Gayunpaman, ang Tesla ay hindi malamang na palitan lamang ang mga magnet na may mas masahol pa, tulad ng ferrite, nang hindi gumagawa ng iba pang mga pagbabago. Sinabi ng Physicist ng University of Uppsala na si Alaina Vishna, "Magdadala ka ng isang malaking magnet sa iyong kotse. Sa kabutihang palad, ang mga de -koryenteng motor ay medyo kumplikadong mga makina na may maraming iba pang mga sangkap na maaaring teoretikal na muling ayusin upang mabawasan ang epekto ng paggamit ng mga mahina na magnet.
Sa mga modelo ng computer, ang materyal na kumpanya ng proterial kamakailan ay nagpasiya na maraming mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng mga bihirang motor na drive ng lupa ay maaaring kopyahin sa pamamagitan ng maingat na pagpoposisyon ng mga magnet na ferrite at pag -aayos ng iba pang mga aspeto ng disenyo ng motor. Sa kasong ito, ang bigat ng motor ay tataas lamang ng halos 30%, na maaaring isang maliit na pagkakaiba kumpara sa pangkalahatang bigat ng kotse.
Sa kabila ng mga sakit ng ulo na ito, ang mga kumpanya ng kotse ay mayroon pa ring maraming mga kadahilanan upang talikuran ang mga bihirang elemento ng lupa, kung magagawa nila ito. Ang halaga ng buong bihirang merkado ng lupa ay katulad ng sa merkado ng itlog sa Estados Unidos, at teoretikal, bihirang mga elemento ng lupa ay maaaring minahan, maproseso, at ma -convert sa mga magnet sa buong mundo, ngunit sa katotohanan, ang mga prosesong ito ay nagpapakita ng maraming mga hamon.
Ang mineral analyst at tanyag na bihirang blogger ng obserbasyon sa lupa na si Thomas Krumer ay nagsabi, "Ito ay isang $ 10 bilyong industriya, ngunit ang halaga ng mga produktong nilikha bawat taon ay mula sa $ 2 trilyon hanggang $ 3 trilyon, na isang malaking pingga. Ang parehong napupunta para sa mga kotse. Kahit na naglalaman lamang sila ng ilang kilo ng sangkap na ito, ang pag -alis ng mga ito ay nangangahulugan na ang mga kotse ay hindi na maaaring tumakbo maliban kung nais mong muling idisenyo ang buong makina
Sinusubukan ng Estados Unidos at Europa na pag -iba -ibahin ang supply chain na ito. Ang California Rare Earth Mines, na sarado noong unang bahagi ng ika -21 siglo, ay muling binuksan at kasalukuyang nagbibigay ng 15% ng mga bihirang mapagkukunan ng mundo sa mundo. Sa Estados Unidos, ang mga ahensya ng gobyerno (lalo na ang Kagawaran ng Depensa) ay kailangang magbigay ng malakas na magnet para sa mga kagamitan tulad ng mga eroplano at satellite, at masigasig sila sa pamumuhunan sa mga supply chain sa loob ng bahay at sa mga rehiyon tulad ng Japan at Europa. Ngunit isinasaalang -alang ang gastos, kinakailangang teknolohiya, at mga isyu sa kapaligiran, ito ay isang mabagal na proseso na maaaring tumagal ng maraming taon o kahit na mga dekada.
Oras ng Mag-post: Mayo-11-2023