Amarga masalah rantai pasokan lan lingkungan, departemen powertrain Tesla kerja keras kanggo mbusak magnet bumi langka saka motor lan golek solusi alternatif.
Tesla durung nemokke materi sembrani rampung anyar, supaya bisa nindakake karo teknologi ana, paling kamungkinan nggunakake ferrite mirah lan gampang diprodhuksi.
Kanthi kasebut kanthi teliti, posisi wesi sembrani ferrite lan nyetel aspèk liyane saka desain motor, akeh pratondho kinerja sakabumi langkamotor drive bisa tiron. Ing kasus iki, bobot motor mung mundhak dening bab 30%, kang bisa dadi prabédan cilik dibandhingake bobot sakabèhé saka mobil.
4. Bahan magnet anyar kudu nduweni telung ciri dhasar: 1) kudu duwe magnetisme; 2) Terus njaga magnetisme ing ngarsane medan magnet liyane; 3) Bisa tahan suhu dhuwur.
Miturut Tencent Technology News, pabrikan kendaraan listrik Tesla nyatakake yen unsur bumi langka ora bakal digunakake maneh ing motor mobil, tegese para insinyur Tesla kudu ngeculake kreatifitase kanggo nemokake solusi alternatif.
Sasi kepungkur, Elon Musk ngeculake "Bagian Katelu saka Rencana Induk" ing acara Tesla Investor Day. Antarane wong-wong mau, ana detail cilik sing nyebabake sensasi ing bidang fisika. Colin Campbell, eksekutif senior ing departemen powertrain Tesla, ngumumake manawa timnya ngilangi magnet bumi langka saka motor amarga masalah rantai pasokan lan dampak negatif sing signifikan kanggo ngasilake magnet bumi langka.
Kanggo nggayuh tujuan kasebut, Campbell nampilake rong slide sing nglibatake telung bahan misterius kanthi cerdas dilabeli minangka rare earth 1, rare earth 2, lan rare earth 3. Slide pisanan nggambarake kahanan Tesla saiki, ing ngendi jumlah langka bumi digunakake dening perusahaan ing saben kendaraan. bobote saka setengah kilogram nganti 10 gram. Ing slide kapindho, panggunaan kabeh unsur bumi langka wis dikurangi dadi nol.
Kanggo ahli magnet sing nyinaoni kekuwatan gaib sing diasilake dening gerakan elektronik ing bahan tartamtu, identitas bumi langka 1 gampang dingerteni, yaiku neodymium. Nalika ditambahake ing unsur umum kayata wesi lan boron, logam iki bisa mbantu nggawe medan magnet sing kuwat lan tansah ana ing medan magnet. Nanging sawetara bahan sing nduweni kualitas iki, lan malah luwih sithik unsur bumi langka ngasilake medan magnet sing bisa mindhah mobil Tesla sing bobote luwih saka 2000 kilogram, uga akeh barang liyane saka robot industri nganti jet tempur. Yen Tesla ngrancang mbusak neodymium lan unsur bumi langka liyane saka motor, magnet sing bakal digunakake?
Kanggo fisikawan, siji bab tartamtu: Tesla ora nemokke jinis materi Magnetik rampung anyar. Andy Blackburn, Wakil Presiden Eksekutif Strategi ing NIron Magnets, ujar, "Ing luwih saka 100 taun, kita mung duwe sawetara kesempatan kanggo entuk magnet bisnis anyar." NIron Magnets minangka salah sawijining sawetara startup sing nyoba ngrebut kesempatan sabanjure.
Blackburn lan liya-liyane percaya manawa Tesla wis mutusake nggawe magnet sing kurang kuat. Antarane akeh kemungkinan, calon sing paling jelas yaiku ferit: keramik sing kasusun saka wesi lan oksigen, dicampur karo logam cilik kayata strontium. Iki murah lan gampang digawe, lan wiwit taun 1950-an, lawang kulkas ing saindenging jagad wis digawe kanthi cara iki.
Nanging babagan volume, magnetisme ferrite mung sepersepuluh saka magnet neodymium, sing nyebabake pitakonan anyar. CEO Tesla Elon Musk wis mesthi dikenal ora kompromi, nanging yen Tesla bakal pindhah menyang ferrite, misale jek sawetara konsesi kudu ditindakake.
Gampang percaya yen baterei minangka kekuwatan kendaraan listrik, nanging nyatane, nyopir elektromagnetik sing nyopir kendaraan listrik. Ora kebeneran manawa Tesla Company lan unit magnetik "Tesla" dijenengi saka wong sing padha. Nalika elektron mili liwat kumparan ing motor, padha generate lapangan elektromagnetik sing drive gaya Magnetik ngelawan, nyebabake batang motor kanggo muter karo gembong.
Kanggo roda mburi mobil Tesla, pasukan kasebut diwenehake dening motor kanthi magnet permanen, materi aneh kanthi medan magnet sing stabil lan ora ana input saiki, amarga spin elektron sing cerdas ing sekitar atom. Tesla mung miwiti nambahake magnet kasebut menyang mobil udakara limang taun kepungkur, supaya bisa ngluwihi jangkauan lan nambah torsi tanpa nganyarke baterei. Sadurunge, perusahaan kasebut nggunakake motor induksi sing digawe ing sekitar elektromagnet, sing ngasilake magnetisme kanthi nggunakake listrik. Model sing dilengkapi motor ngarep isih nggunakake mode iki.
Pamindhahan Tesla kanggo ninggalake bumi langka lan magnet katon rada aneh. Perusahaan mobil asring kepengin banget karo efisiensi, utamane babagan kendharaan listrik, ing ngendi dheweke isih nyoba mbujuk para pembalap kanggo ngatasi rasa wedi marang jarak. Nanging nalika pabrikan mobil wiwit nggedhekake skala produksi kendaraan listrik, akeh proyek sing sadurunge dianggep ora efisien, muncul maneh.
Iki nyebabake produsen mobil, kalebu Tesla, ngasilake luwih akeh mobil nggunakake baterei lithium iron phosphate (LFP). Dibandhingake karo baterei sing ngemot unsur kayata kobalt lan nikel, model kasebut asring duwe jarak sing luwih cendhek. Iki minangka teknologi lawas kanthi bobot luwih gedhe lan kapasitas panyimpenan sing luwih murah. Saiki, Model 3 sing didhukung dening daya kacepetan kurang nduweni jangkauan 272 mil (kira-kira 438 kilometer), dene Model S remot sing dilengkapi baterei sing luwih maju bisa tekan 400 mil (640 kilometer). Nanging, panggunaan baterei lithium wesi fosfat bisa dadi pilihan bisnis sing luwih wicaksana, amarga ngindhari panggunaan bahan sing luwih larang lan malah beresiko politik.
Nanging, Tesla ora mung ngganti magnet karo sing luwih elek, kayata ferrite, tanpa owah-owahan liyane. Fisikawan Universitas Uppsala Alaina Vishna ujar, "Sampeyan bakal nggawa magnet gedhe ing mobil sampeyan. Untunge, motor listrik minangka mesin sing cukup rumit kanthi akeh komponen liyane sing bisa disusun kanthi teoritis kanggo nyuda pengaruh nggunakake magnet sing luwih lemah.
Ing model komputer, perusahaan materi Proterial bubar nemtokake manawa akeh pratondho kinerja motor drive bumi langka bisa ditiru kanthi posisi magnet ferrite kanthi ati-ati lan nyetel aspek desain motor liyane. Ing kasus iki, bobot motor mung mundhak dening bab 30%, kang bisa dadi prabédan cilik dibandhingake bobot sakabèhé saka mobil.
Senadyan ngelu iki, perusahaan mobil isih duwe akeh alasan kanggo ninggalake unsur rare earth, kasedhiya padha bisa nindakake. Nilai kabeh pasar tanah jarang padha karo pasar endhog ing Amerika Serikat, lan sacara teoritis, unsur tanah jarang bisa ditambang, diproses, lan diowahi dadi magnet ing saindenging jagad, nanging nyatane, proses kasebut menehi akeh tantangan.
Analis mineral lan blogger pengamatan bumi langka sing populer Thomas Krumer ujar, "Iki minangka industri $ 10 milyar, nanging nilai produk sing digawe saben taun antara $ 2 triliun nganti $ 3 triliun, sing dadi tuas gedhe. Semono uga mobil. Sanajan mung ngemot sawetara kilogram zat iki, njabut tegese mobil ora bisa mlaku maneh kajaba sampeyan pengin ngrancang maneh kabeh mesin.
Amerika Serikat lan Eropa nyoba macem-macem rantai pasokan iki. Tambang bumi langka California, sing ditutup ing awal abad kaping 21, bubar dibukak maneh lan saiki nyedhiyakake 15% sumber daya bumi langka ing donya. Ing Amerika Serikat, lembaga pemerintah (utamane Departemen Pertahanan) kudu nyedhiyakake magnet sing kuat kanggo peralatan kayata pesawat lan satelit, lan padha antusias babagan nandur modal ing rantai pasokan domestik lan ing wilayah kayata Jepang lan Eropa. Nanging ngelingi biaya, teknologi sing dibutuhake, lan masalah lingkungan, iki minangka proses alon sing bisa bertahan nganti pirang-pirang taun utawa malah puluhan taun.
Wektu kirim: Mei-11-2023