Tesla Motors gæti íhugað að skipta út sjaldgæfum jörðum seglum fyrir ferrít með litlum afköstum
Jun 27, 2023
Skildu eftir skilaboð
Vegna birgðakeðjuvandamála og umhverfissjónarmiða vinnur aflrásardeild Tesla að því að fjarlægja sjaldgæfa jarðsegla úr rafmótorum og leitar að valkostum.
Tesla hefur ekki enn fundið upp alveg nýtt segulefni, þannig að það gæti notað núverandi tækni um stund, líklegast til að nota ódýrt og auðvelt að framleiða ferrít.
Með því að staðsetja ferrít segla vandlega og stilla aðra þætti mótorhönnunar er hægt að endurtaka marga eiginleika sjaldgæfra jarðarknúinna mótora. Í þessu tilviki hefur þyngd mótorsins aðeins aukist um 30 prósent, sem er þetta miðað við heildarþyngd bílsins
Munurinn getur verið lítill.
Nýja segulefnið þarf að hafa eftirfarandi þrjá grunneiginleika: 1) það þarf að vera segulmagnað: 2) það heldur áfram að vera segulmagnað í návist annarra segulsviða; 3) Þolir háan hita.
Fréttir Tencent Technology News, rafbílaframleiðandinn Tesla sagði að bílamótorar hans muni ekki lengur nota sjaldgæfa jörð frumefni, sem þýðir að verkfræðingar sem smakka Tesla verða að gefa sköpunargáfu sinni lausan tauminn til að finna aðra kosti.
Í síðasta mánuði, á fjárfestadegi Tesla, gaf Elon Musk út „Master Plan Part III“. Meðal þeirra er Lítið smáatriði olli uppnámi á sviði eðlisfræði. Colin Campbell, framkvæmdastjóri í aflrásardeild Tesla, tilkynnti að teymi hans vinnur að því að fjarlægja sjaldgæfa jarðsegla úr mótorum er vegna vandamála í birgðakeðjunni og óhóflegra neikvæðra áhrifa frá framleiðslu sjaldgæfra jarðsegla.
Til að ná þessu fram kynnti Campbell tvær skyggnur sem innihalda þrjú dularfull efni sem voru snjall merkt Fyrir sjaldgæfa jörð 1, sjaldgæf jörð 2 og sjaldgæf jörð 3. Fyrsta rennibrautin táknar núverandi ástand Tesla, sem notar allt frá hálfu kílói til 10 grömm í hverju farartæki. Á seinni glærunni lækkar fjöldi sjaldgæfra jarðefnaþátta sem notuð eru niður í núll.
Fyrir segulfræðinga sem rannsaka töfrakraft ákveðinna efna vegna hreyfingar rafeinda er auðvelt að bera kennsl á sjaldgæfa jörð 1, það er neodymium. Þegar hann er bætt við algenga þætti eins og járn og bór getur þessi málmur hjálpað til við að búa til sterkt segulsvið sem er alltaf á. En fá efni hafa þessa eiginleika, sem framleiða Tesla bíla sem eru nógu stórir til að flytja meira en 2,000 kílóa ör, og segulsvið margra annarra hluta, allt frá iðnaðarvélmennum til orrustuþotu, hafa færri sjaldgæf jörð frumefni. Ef Tesla telur
Til að fjarlægja neodymium og önnur sjaldgæf jarðefni úr mótornum, hvaða segull mun hann nota í staðinn?
Eitt er víst fyrir eðlisfræðinga: Tesla fann ekki upp alveg nýtt segulefni. Andy Blackburn, framkvæmdastjóri stefnumótunar hjá NIron Magnetics, sagði: "Eftir meira en 100 ár gætum við aðeins haft nokkur tækifæri til að fá nýja auglýsingasegla." NIronMagnetics er eitt af fáum sprotafyrirtækjum sem reyna að grípa næsta tækifæri.
Blackburn og fleiri telja líklegra að Tesla hafi ákveðið að nota mun minni segul. Verður það. Af mörgum möguleikum er augljósasta frambjóðandinn ferrít: keramik sem samanstendur af járni og súrefni, með Lítið magn af málmi, eins og strontíum, er blandað saman. Það er ódýrt og auðvelt að framleiða um allan heim síðan á fimmta áratug 20. aldar
Ísskápshurðir eru framleiddar á þennan hátt.
En miðað við rúmmál er ferrít aðeins einn tíundi af segulmagni neodymium segla, sem vekur nýjar spurningar. Tesla fyrsti framkvæmdastjóri Elon Musk hefur alltaf verið þekktur fyrir að vera ósveigjanlegur, en ef Tesla ætlar að skipta yfir í ferrít virðist sem það hljóti að gera eitthvað
Sumar ívilnanir. Það er auðvelt að halda að rafhlöður séu kraftur rafbíla, en það er í raun rafsegulmagnið sem knýr rafbíla áfram. Það er engin tilviljun að bæði Tesla-fyrirtækið og seguleiningin „Tesla“ eru kennd við sama mann. Þegar rafeindir streyma í gegnum víra mótorsins Þegar þær snúast mynda þær rafsegulsvið sem ýtir á gagnstæðan segulkraft, sem veldur því að bol mótorsins knýr hjólin til að snúast.
Fyrir afturhjól Tesla bíla eru þessir kraftar veittir af rafmótor með varanlegum segli, sem er tegund af mótor sem hefur undarlegt efni sem kemur á stöðugleika á segulsviði án nokkurs strauminntaks, þökk sé sniðugum snúningi rafeinda í kringum frumeindir. Special Sla byrjaði aðeins að bæta þessum seglum við bíla fyrir um fimm árum síðan til að lengja endingu rafhlöðunnar án þess að uppfæra rafhlöðusviðið og auka tog. Fyrir þetta notaði fyrirtækið örvunarmótora sem framleiddir voru utan um rafsegul, sem rafseglar fóru í gegnum
Segulmagn myndast við neyslu rafmagns. Þessar gerðir með mótor á framhlið nota þetta líkan enn í dag.
Tilgangur Tesla til að yfirgefa sjaldgæfar jörð og segla kann að virðast svolítið undarleg. Bílafyrirtæki eru oft upptekin af þurrum skilvirkni, sérstaklega þegar um rafbíla er að ræða, eiga þau enn í erfiðleikum með að sannfæra ökumenn um að sigrast á ótta sínum við drægni. En hjá bílaframleiðendum
Aukin framleiðslu rafbíla er að hefjast og mörg verkefni sem áður þóttu of óhagkvæm eru að koma upp aftur.
Þetta hefur orðið til þess að bílaframleiðendur, þar á meðal Tesla, hafa framleitt fleiri bíla sem nota litíum járnfosfat (LFP) rafhlöður. Með þeim Rafhlöður sem innihalda þætti eins og kóbalt og nikkel hafa tilhneigingu til að hafa styttri drægni en rafhlöður. Þetta er eldri tækni,
Meiri þyngd og minni geymslurými. Núverandi Model 3, knúin af lághraðaafli, hefur drægni upp á 272 mílur (um það bil 438 km), en langdræga Model S með fullkomnari rafhlöðum getur náð 400 mílum (640 km). En að taka upp litíum járnfosfat rafhlöður getur verið skynsamlegra viðskiptaval, þar sem það forðast notkun dýrari eða jafnvel tilvistarlegra efnis sem pólitísk áhættuþáttur.
Það er ólíklegt að Tesla muni einfaldlega skipta út seglum, eins og ferrítum, fyrir eitthvað verra, þó, og ekkert annað Breyta. Eðlisfræðingur Uppsalaháskóla, Alena Vishna, sagði: "Þú munt bera risastórt stykki af segulmagni í bíljárni. "Sem betur fer eru mótorar nokkuð flóknar vélar, samanstendur af mörgum öðrum hlutum sem fræðilega væri hægt að endurraða súlunni til að draga úr áhrifum þess að nota veikari segla.
Í tölvulíkani, ákvað efnisfyrirtækið Proterial nýlega, með því að staðsetja ferrít segullinn vandlega og stilla mótorsettið. Að öðru leyti er hægt að endurtaka marga afkastavísa sjaldgæfra jarðar drifmótora. Í þessu tilviki er aðeins þyngd mótorsins. Með aukningu upp á um 30 prósent getur munurinn verið lítill miðað við heildarþyngd bílsins.
Þrátt fyrir þennan höfuðverk hafa bílafyrirtæki fullt af ástæðum til að yfirgefa sjaldgæfa jörð frumefni, en aðeins ef þeir gera það Ef þú getur gert það. Verðmæti alls sjaldgæfu jarðarmarkaðarins er um það bil það sama og ameríska eggjamarkaðarins og fræðilega séð er hægt að vinna, vinna og breyta sjaldgæfum yuan Primes í segulmagn um allan heim járn, en í raun eru margar áskoranir í þessum ferlum.
Thomas Krummer, steinefnasérfræðingur og vinsæll bloggari úr sjaldgæfum jörðum, sagði: "Þetta er 10 milljarða dollara samningur En verðmæti vara sem skapast árlega er á milli 2 billjónir og 3 billjónir dollara, sem er gríðarleg lyftistöng. Bíll Það er líka rétt að jafnvel þótt þau innihaldi aðeins nokkur kíló af þessu efni, þá þýðir það að bílar geta ekki lengur gert það í heild sinni Drive, nema þú endurhannar það.
Bandaríkin og Evrópa eru að reyna að auka fjölbreytni í þessari aðfangakeðju. Sjaldgæfar jarðsprengjur í Kaliforníu, sem voru lokaðar snemma á 21. öld, hafa nýlega opnað aftur
Fyrrum framboð á 15 prósentum af sjaldgæfum jörðum heimsins. Í Bandaríkjunum þurfa ríkisstofnanir, sérstaklega varnarmálaráðuneytið, búnað eins og flugvélar og gervihnött
Þeir bjóða upp á öfluga segla og vilja fjárfesta í aðfangakeðjum bæði innanlands og á svæðum eins og Japan og Evrópu. En miðað við árangurinn Þetta er hægt ferli sem tekur ár eða jafnvel áratugi. Á sama tíma eykst eftirspurnin eftir innfellingu seglum í kolefnislosunartæki eins og bíla og vindmyllur.
Samkvæmt markaðsrannsóknastofnuninni AdamasIntelligence eru 12 prósent sjaldgæfra jarðefna notað í rafknúnum farartækjum, sem er nýmarkaður. Á sama tíma sveiflast verð á sjaldgæfum jörðum oft mjög mikið og ytri fyrirtæki geta oft ekki spáð fyrir um þessa þætti
Slétt.
Jim Chelikowski, eðlisfræðingur sem rannsakar segulmagnaðir efni við háskólann í Texas í Austin, sagði að í stuttu máli, ef þú ert í iðnaði þar sem aðrar vörur er að finna, gæti það verið óvenjulegt. En hann sagði að leitin væri betri en ferrít. Það eru margvíslegar ástæður fyrir betri valkostum en sjaldgæfa jarðsegla. Áskorunin er að finna efni með þrjá grunneiginleika: 1) það þarf að vera segulmagnað; 2) það heldur áfram að vera segulmagnaðir í viðurvist annarra segulsviða; og 3) það þolir háan hita. Hitaseglar eru ekki lengur seglar.
Vísindamenn vita mjög vel hvaða frumefni gera góða segla, en það eru milljónir hugsanlegra frumeindafyrirkomulags fræ. Sumir svokallaðir segulveiðimenn taka þá aðferð að byrja á hundruðum þúsunda mögulegra efna og eyða þeim sem innihalda sjaldgæfar jarðefni og nota síðan vélanám til að spá fyrir um seguleiginleika þess efnis sem eftir er. Í lok síðasta árs gerðu Chelikows Key o.fl. notaði kerfið til að búa til nýtt mjög segulmagnað efni sem inniheldur kóbalt. Oft er stærsta áskorunin að finna nýja segla sem auðvelt er að framleiða. Vicina við Uppsalaháskóla útskýrði að sumir nýþróaðir seglar, eins og þeir sem innihalda mangan, séu efnilegir en óstöðugir. Í öðrum tilfellum vita vísindamenn að efni er mjög segulmagnað, en það er ekki hægt að fjöldaframleiða það. Þar á meðal er tetragónít, nikkel-járn efnasamband sem finnst aðeins úr loftsteinum sem verða að gangast undir þúsund ára hæga kólnun til að raða frumeindum sínum nákvæmlega í rétt ástand. Í rannsóknarstofunni er viðleitni til að færa ferlið hraðar áfram, en hefur ekki enn borið ávöxt.
Magnet gangsetning Niron: Afritaðu allt og leitaðu að sumum. Fyrirtækið segir að það framleiðir járnnítríð segla fræðilega miðað við að Neodymium er segulmagnaðra. En það er líka rokgjarnt efni sem erfitt er að framleiða og varðveita í æskilegu formi. Blackburn sagði að fyrirtækið sé að taka framförum en geti ekki framleitt nógu öfluga segla fyrir næstu kynslóð Tesla bíla. Fyrsta skrefið, segir hann, er að setja nýja segullinn í smærri tæki eins og hljóðkerfi.
Thomas Krummer, námusérfræðingur og vinsæll úrabloggari um sjaldgæfar jarðvegi, sagði að óljóst væri hvort aðrir bílaframleiðendur myndu fylgja tillögu Tesla um að yfirgefa sjaldgæfar jarðvegi. Sum fyrirtæki kunna að krefjast þess að láta þjóðarskírteini fara varlega á meðan önnur
Afrita Veldu allt og leitaðu að sumum fyrirtækjum mun nota innleiðslu til að færa Yunshan Zhoukou hluti. Jafnvel Tesla gæti notað nokkur grömm af sjaldgæfum jarðvegi á framtíðarbíla, á víð og dreif um staði eins og sjálfvirkar rúður, vökvastýri og rúðuþurrkur.
Á fjárfestadegi Tesla var glæran sem bar saman innihald sjaldgæfra jarðar í raun að bera saman heilan núverandi kynslóð bíl við heilan núverandi kynslóð bíl. Framtíðarmótorar voru bornir saman, sem gæti verið auglýsingabrellur. Lausnir eins og Tesla eru í þróun, Það getur verið gott að skipta út sjaldgæfum jarðefnum í mótorum, en eins og Krummer segir: "Ég er hræddur um að við höfum ekki nægan tíma."
ENDI