Dahil sa supply chain at mga isyu sa kapaligiran, nagsusumikap ang departamento ng powertrain ng Tesla na alisin ang mga rare earth magnet mula sa mga motor at naghahanap ng mga alternatibong solusyon.
Ang Tesla ay hindi pa nakaimbento ng isang ganap na bagong magnet na materyal, kaya maaari itong gawin sa umiiral na teknolohiya, malamang na gumagamit ng mura at madaling gawa na ferrite.
Sa pamamagitan ng maingat na pagpoposisyon ng mga ferrite magnet at pagsasaayos ng iba pang aspeto ng disenyo ng motor, maraming mga tagapagpahiwatig ng pagganap ngbihirang lupamaaaring kopyahin ang mga motor sa pagmamaneho.Sa kasong ito, ang bigat ng motor ay tumataas lamang ng humigit-kumulang 30%, na maaaring isang maliit na pagkakaiba kumpara sa kabuuang bigat ng kotse.
4. Ang mga bagong magnet na materyales ay kailangang magkaroon ng sumusunod na tatlong pangunahing katangian: 1) kailangan nilang magkaroon ng magnetism;2) Patuloy na mapanatili ang magnetismo sa pagkakaroon ng iba pang mga magnetic field;3) Makatiis ng mataas na temperatura.
Ayon sa Tencent Technology News, ang tagagawa ng de-koryenteng sasakyan na si Tesla ay nagpahayag na ang mga elemento ng bihirang lupa ay hindi na gagamitin sa mga motor ng kotse nito, na nangangahulugan na ang mga inhinyero ng Tesla ay kailangang ganap na ilabas ang kanilang pagkamalikhain sa paghahanap ng mga alternatibong solusyon.
Noong nakaraang buwan, inilabas ni Elon Musk ang "Ikatlong Bahagi ng Master Plan" sa kaganapan ng Tesla Investor Day.Kabilang sa mga ito, mayroong isang maliit na detalye na nagdulot ng isang sensasyon sa larangan ng pisika.Si Colin Campbell, isang senior executive sa powertrain department ng Tesla, ay nag-anunsyo na ang kanyang koponan ay nag-aalis ng mga rare earth magnet mula sa mga motor dahil sa mga isyu sa supply chain at ang malaking negatibong epekto ng paggawa ng mga rare earth magnet.
Upang makamit ang layuning ito, ipinakita ni Campbell ang dalawang slide na kinasasangkutan ng tatlong mahiwagang materyales na matalinong binansagan bilang rare earth 1, rare earth 2, at rare earth 3. Ang unang slide ay kumakatawan sa kasalukuyang sitwasyon ni Tesla, kung saan ang dami ng rare earth na ginagamit ng kumpanya sa bawat sasakyan. umaabot sa kalahating kilo hanggang 10 gramo.Sa pangalawang slide, ang paggamit ng lahat ng mga elemento ng bihirang lupa ay nabawasan sa zero.
Para sa mga magnetologist na nag-aaral ng mahiwagang kapangyarihan na nabuo ng electronic motion sa ilang partikular na materyales, ang pagkakakilanlan ng rare earth 1 ay madaling makilala, na neodymium.Kapag idinagdag sa mga karaniwang elemento tulad ng bakal at boron, makakatulong ang metal na ito na lumikha ng isang malakas, palaging nasa magnetic field.Ngunit ilang mga materyales ang may ganitong kalidad, at kahit na mas kaunting mga bihirang elemento ng lupa ay bumubuo ng mga magnetic field na maaaring ilipat ang mga sasakyan ng Tesla na tumitimbang ng higit sa 2000 kilo, pati na rin ang maraming iba pang mga bagay mula sa mga robot na pang-industriya hanggang sa mga fighter jet.Kung plano ni Tesla na alisin ang neodymium at iba pang mga bihirang elemento ng lupa mula sa motor, aling magnet ang gagamitin nito sa halip?
Para sa mga physicist, isang bagay ang tiyak: Hindi nag-imbento si Tesla ng isang ganap na bagong uri ng magnetic material.Sinabi ni Andy Blackburn, Executive Vice President ng Strategy sa NIron Magnets, "Sa mahigit 100 taon, maaari lang tayong magkaroon ng kaunting pagkakataon upang makakuha ng mga bagong magnet sa negosyo."Ang NIron Magnets ay isa sa ilang mga startup na sinusubukang sakupin ang susunod na pagkakataon.
Naniniwala ang Blackburn at iba pa na mas malamang na nagpasya si Tesla na gawin ang hindi gaanong malakas na magnet.Sa maraming mga posibilidad, ang pinaka-halatang kandidato ay ferrite: isang ceramic na binubuo ng bakal at oxygen, na may halong maliit na halaga ng metal tulad ng strontium.Ito ay parehong mura at madaling gawin, at mula noong 1950s, ang mga pintuan ng refrigerator sa buong mundo ay ginawa sa ganitong paraan.
Ngunit sa mga tuntunin ng lakas ng tunog, ang magnetism ng ferrite ay isang ikasampu lamang ng neodymium magnets, na nagtataas ng mga bagong katanungan.Ang Tesla CEO na si Elon Musk ay palaging kilala sa pagiging walang kompromiso, ngunit kung ang Tesla ay lumipat sa ferrite, tila ang ilang mga konsesyon ay dapat gawin.
Madaling paniwalaan na ang mga baterya ay ang kapangyarihan ng mga de-kuryenteng sasakyan, ngunit sa katotohanan, ito ay electromagnetic na pagmamaneho na nagtutulak sa mga de-kuryenteng sasakyan.Hindi nagkataon na ang Tesla Company at ang magnetic unit na "Tesla" ay pinangalanan sa 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 kasama ng mga gulong.
Para sa mga gulong sa likuran ng mga sasakyang 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 matalinong pag-ikot ng mga electron sa paligid ng mga atomo.Sinimulan lang ni Tesla na idagdag ang mga magnet na ito sa mga kotse mga limang taon na ang nakakaraan, upang mapalawak ang saklaw at mapataas ang torque nang hindi ina-upgrade ang baterya.Bago ito, ang kumpanya ay gumamit ng mga induction motor na ginawa sa paligid ng mga electromagnet, na bumubuo ng magnetism sa pamamagitan ng pagkonsumo ng kuryente.Ang mga modelong iyon na nilagyan ng mga front motor ay gumagamit pa rin ng mode na ito.
Ang hakbang ni Tesla na 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 sinisimulan ng mga tagagawa ng kotse na palawakin ang sukat ng produksyon ng mga de-koryenteng sasakyan, maraming mga proyekto na dating itinuturing na masyadong hindi mahusay ang muling lumalabas.
Nag-udyok ito sa mga tagagawa ng kotse, kabilang ang Tesla, na gumawa ng higit pang mga kotse gamit ang mga baterya ng lithium iron phosphate (LFP).Kung ikukumpara sa mga baterya na naglalaman ng mga elemento tulad ng cobalt at nickel, ang mga modelong ito ay kadalasang may mas maikling hanay.Ito ay isang mas lumang teknolohiya na may mas malaking timbang at mas mababang kapasidad ng imbakan.Sa kasalukuyan, ang Model 3 na pinapagana ng low-speed power ay may saklaw na 272 milya (humigit-kumulang 438 kilometro), habang ang remote na Model S na nilagyan ng mas advanced na mga baterya ay maaaring umabot sa 400 milya (640 kilometro).Gayunpaman, ang paggamit ng lithium iron phosphate na baterya ay maaaring isang mas makatwirang pagpipilian sa negosyo, dahil iniiwasan nito ang paggamit ng mas mahal at kahit na mapanganib sa pulitika na mga materyales.
Gayunpaman, malamang na hindi palitan ng Tesla ang mga magnet ng mas masahol pa, tulad ng ferrite, nang hindi gumagawa ng anumang iba pang mga pagbabago.Sinabi ng physicist ng University of Uppsala na si Alaina Vishna, "Magdadala ka ng malaking magnet sa iyong sasakyan.Sa kabutihang palad, ang mga de-koryenteng motor ay medyo kumplikadong mga makina na may maraming iba pang mga bahagi na maaaring teoryang muling ayusin upang mabawasan ang epekto ng paggamit ng mas mahinang magneto.
Sa mga modelo ng computer, natukoy kamakailan ng kumpanya ng materyal na Proterial na maraming mga indicator ng pagganap ng mga rare earth drive na motor ang maaaring gayahin sa pamamagitan ng maingat na pagpoposisyon ng mga ferrite magnet at pagsasaayos ng iba pang aspeto ng disenyo ng motor.Sa kasong ito, ang bigat ng motor ay tumataas lamang ng humigit-kumulang 30%, na maaaring isang maliit na pagkakaiba kumpara sa kabuuang bigat ng kotse.
Sa kabila ng mga pananakit ng ulo na ito, marami pa ring dahilan ang mga kumpanya ng kotse para iwanan ang mga rare earth elements, basta magagawa nila ito.Ang halaga ng buong rare earth market ay katulad ng sa egg market sa United States, at ayon sa teorya, ang mga elemento ng rare earth ay maaaring minahan, maproseso, at ma-convert sa mga magnet sa buong mundo, ngunit sa katotohanan, ang mga prosesong ito ay nagpapakita ng maraming hamon.
Sinabi ng analyst ng mineral at sikat na blogger sa pagmamasid sa bihirang lupa na si Thomas Krumer, "Ito ay isang $10 bilyon na industriya, ngunit ang halaga ng mga produktong nilikha bawat taon ay mula sa $2 trilyon hanggang $3 trilyon, na isang malaking pingga.Ganoon din sa mga sasakyan.Kahit na naglalaman lamang ang mga ito ng ilang kilo ng sangkap na ito, ang pag-alis sa mga ito ay nangangahulugan na ang mga kotse ay hindi na maaaring tumakbo maliban kung handa kang muling idisenyo ang buong makina.
Sinisikap ng Estados Unidos at Europa na pag-iba-ibahin ang supply chain na ito.Ang California rare earth mine, na isinara noong unang bahagi ng ika-21 siglo, ay muling binuksan kamakailan at kasalukuyang nagbibigay ng 15% ng mga rare earth resources sa mundo.Sa United States, ang mga ahensya ng gobyerno (lalo na ang Department of Defense) ay kailangang magbigay ng malalakas na magnet para sa mga kagamitan tulad ng mga eroplano at satellite, at sila ay masigasig sa pamumuhunan sa mga supply chain sa loob ng bansa at sa mga rehiyon tulad ng Japan at Europe.Ngunit kung isasaalang-alang ang gastos, kinakailangang teknolohiya, at mga isyu sa kapaligiran, ito ay isang mabagal na proseso na maaaring tumagal ng ilang taon o kahit na mga dekada.
Oras ng post: Mayo-11-2023