Tesla dnes na svojom dni investorov oznámila, že spoločnosť vybuduje elektrický motor vozidla s permanentným magnetom bez vzácnych zemín.
Vzácne zeminy sú jablkom sváru v dodávateľskom reťazci elektrických vozidiel, pretože dodávky sa ťažko zabezpečujú a veľká časť svetovej produkcie sa vyrába alebo spracováva v Číne.
Je to dôležité z niekoľkých dôvodov, v neposlednom rade je to súčasná snaha Bidenovej administratívy vyrábať materiály pre komponenty domácich elektrických vozidiel.
Existuje však veľa mylných predstáv o tom, čo je REE a koľko REE sa používa v elektrických vozidlách.V skutočnosti lítium-iónové batérie vo všeobecnosti neobsahujú vzácne zeminy (hoci obsahujú iné „kritické minerály“, ako ich definuje zákon o znižovaní inflácie).
V periodickej tabuľke sú „vzácne zeminy“ prvky, ktoré sú na obrázku nižšie zvýraznené červenou farbou – lantanoidy, ako aj skandium a ytrium.V skutočnosti nie sú ani mimoriadne zriedkavé, pričom asi dve tretiny obsahu medi tvorí neodým.
Prvky vzácnych zemín v elektrických vozidlách sa používajú v motoroch elektrických vozidiel, nie v batériách.Najčastejšie sa používa neodým, silný magnet používaný v reproduktoroch, pevných diskoch a elektromotoroch.Dysprosium a terbium sú bežne používané prísady do neodymových magnetov.
Tiež nie všetky typy motorov elektrických vozidiel používajú REE - Tesla ich používa vo svojich jednosmerných motoroch s permanentným magnetom, ale nie vo svojich indukčných motoroch na striedavý prúd.
Tesla spočiatku používala vo svojich vozidlách striedavé indukčné motory, ktoré nevyžadovali vzácne zeminy.Odtiaľ vlastne pochádza aj názov spoločnosti – Nikola Tesla bol vynálezcom indukčného motora na striedavý prúd.Keď však vyšiel Model 3, spoločnosť predstavila nový motor s permanentnými magnetmi a nakoniec ich začala používať v iných vozidlách.
Tesla dnes uviedla, že v rokoch 2017 až 2022 dokázala znížiť množstvo vzácnych zemín používaných v týchto nových pohonných jednotkách Modelu 3 o 25 % vďaka zlepšenej účinnosti pohonnej jednotky.
Teraz sa však zdá, že Tesla sa snaží získať to najlepšie z oboch svetov: motor s permanentným magnetom, ale žiadne vzácne zeminy.
Hlavnou alternatívou NdFeB pre permanentné magnety je jednoduchý ferit (oxid železa, zvyčajne s prídavkom bária alebo stroncia).Vždy môžete zosilniť permanentné magnety použitím viacerých magnetov, ale priestor vo vnútri rotora motora je obmedzený a NdFeBB môže poskytnúť väčšiu magnetizáciu s menším množstvom materiálu.Ďalšie materiály s permanentnými magnetmi na trhu zahŕňajú AlNiCo (AlNiCo), ktorý funguje dobre pri vysokých teplotách, ale ľahko stráca magnetizáciu, a Samarium Cobalt, ďalší magnet zo vzácnych zemín podobný NdFeB, ale lepší pri vysokých teplotách.V súčasnosti sa skúma množstvo alternatívnych materiálov, ktoré sú zamerané najmä na preklenutie priepasti medzi feritmi a vzácnymi zeminami, ale tieto sú stále v laboratóriu a ešte sa nevyrábajú.
Mám podozrenie, že Tesla našiel spôsob, ako použiť rotor s feritovým magnetom.Ak znížili obsah REE, znamenalo to, že znížili počet permanentných magnetov v rotore.Stavím sa, že sa rozhodli získať menší tok ako zvyčajne z veľkého kusu feritu namiesto malého kúska NdFeB.Možno sa mýlim, možno použili alternatívny materiál v experimentálnom meradle.Ale to sa mi zdá nepravdepodobné – Tesla sa zameriava na masovú výrobu, čo v podstate znamená vzácne zeminy alebo ferity.
Počas prezentácie dňa investorov Tesla ukázala snímku porovnávajúcu súčasné použitie vzácnych zemín v motore s permanentným magnetom Model Y s potenciálnym motorom novej generácie:
Tesla nešpecifikovala, ktoré prvky použila, pravdepodobne verila, že ide o obchodné tajomstvo, ktoré nechcela prezradiť.Ale prvé číslo môže byť neodým, zvyšok môže byť dysprosium a terbium.
Pokiaľ ide o budúce motory, nie sme si istí.Grafika Tesly naznačuje, že motor ďalšej generácie bude obsahovať permanentný magnet, ale tento magnet nebude používať vzácne zeminy.
Permanentné magnety na báze neodýmu sú už nejaký čas štandardom pre takéto aplikácie, ale v poslednom desaťročí sa skúmali iné potenciálne materiály, ktoré by ich nahradili.Aj keď Tesla nešpecifikovala, ktorý z nich plánuje použiť, vyzerá to, že je blízko k rozhodnutiu – alebo aspoň vidí príležitosť nájsť v blízkej budúcnosti lepšie riešenie.
Jameson jazdí na elektrických vozidlách od roku 2009 a od roku 2016 píše o elektrických vozidlách a čistej energii pre electrok.co.
Čas odoslania: Mar-08-2023