Tesla обяви днес на своя ден за инвеститори, че компанията ще изгради електромотор за превозни средства с постоянен магнит без редкоземни елементи.
Редкоземните елементи са ябълката на раздора във веригата за доставки на електрически превозни средства, тъй като доставките са трудни за осигуряване и голяма част от световното производство се произвежда или преработва в Китай.
Това е важно поради няколко причини, не на последно място от които е настоящият стремеж на администрацията на Байдън да произвежда материали за компоненти за домашни електрически превозни средства.
Съществуват обаче много погрешни схващания за това какво представляват REE и колко REE се използва в електрическите превозни средства.Всъщност литиево-йонните батерии обикновено не съдържат редкоземни елементи (въпреки че съдържат други „критични минерали“, както е определено от Закона за намаляване на инфлацията).
В периодичната таблица „редкоземни елементи“ са елементите, подчертани в червено на диаграмата по-долу – лантанидите, както и скандий и итрий.Всъщност те също не са особено редки, с неодим за около две трети от съдържанието на мед.
Редкоземните елементи в електрическите превозни средства се използват в двигателите на електрически превозни средства, а не в батериите.Най-често използваният е неодимовият, мощен магнит, използван в високоговорители, твърди дискове и електрически двигатели.Диспрозият и тербият са често използвани добавки за неодимови магнити.
Също така, не всички видове двигатели на електрически превозни средства използват REE - Tesla ги използва в своите постояннотокови двигатели с постоянен магнит, но не и в своите AC индукционни двигатели.
Първоначално Tesla използва AC индукционни двигатели в превозните си средства, които не изискват редкоземни елементи.Всъщност от там идва и името на компанията – Никола Тесла е изобретателят на AC индукционния двигател.Но след това, когато се появи Model 3, компанията представи нов двигател с постоянен магнит и в крайна сметка започна да ги използва в други превозни средства.
Tesla заяви днес, че е успяла да намали количеството редкоземни елементи, използвани в тези нови задвижвания на Model 3 с 25% между 2017 г. и 2022 г., благодарение на подобрената ефективност на задвижването.
Но сега изглежда, че Tesla се опитва да получи най-доброто от двата свята: двигател с постоянен магнит, но без редкоземни елементи.
Основната алтернатива на NdFeB за постоянни магнити е простият ферит (железен оксид, обикновено с добавки на барий или стронций).Винаги можете да направите постоянните магнити по-силни само като използвате повече магнити, но пространството вътре в ротора на двигателя е ограничено и NdFeBB може да осигури повече намагнитване с по-малко материал.Други материали с постоянен магнит на пазара включват AlNiCo (AlNiCo), който се представя добре при високи температури, но лесно губи намагнитване, и Samarium Cobalt, друг редкоземен магнит, подобен на NdFeB, но по-добър при високи температури.В момента се проучват редица алтернативни материали, главно насочени към преодоляване на празнината между ферити и редкоземни елементи, но това все още е в лабораторията и все още не е в производство.
Подозирам, че Тесла е намерил начин да използва ротор с феритен магнит.Ако намалят съдържанието на REE, това означава, че намаляват броя на постоянните магнити в ротора.Обзалагам се, че са решили да получат по-малко от обичайния поток от голямо парче ферит вместо малко парче NdFeB.Може и да греша, може да са използвали алтернативен материал в експериментален мащаб.Но това ми се струва малко вероятно – Tesla се стреми към масово производство, което основно означава редкоземни елементи или ферити.
По време на презентацията на деня на инвеститора Tesla показа слайд, сравняващ текущото използване на редкоземни елементи в двигателя с постоянен магнит Model Y с потенциален двигател от следващо поколение:
Tesla не уточни кои елементи е използвала, вероятно вярвайки, че информацията е търговска тайна, която не иска да разкрива.Но първото число може да бъде неодим, останалите могат да бъдат диспрозий и тербий.
Що се отнася до бъдещите двигатели – е, не сме много сигурни.Графиките на Tesla предполагат, че следващото поколение двигател ще съдържа постоянен магнит, но този магнит няма да използва редкоземни елементи.
Базираните на неодим постоянни магнити са стандарт за такива приложения от известно време, но през последното десетилетие са изследвани други потенциални материали, които да го заменят.Въпреки че Tesla не е уточнила кой от тях планира да използва, изглежда, че е близо до вземането на решение – или поне вижда възможност да намери по-добро решение в близко бъдеще.
Jameson управлява електрически превозни средства от 2009 г. и пише за електрически превозни средства и чиста енергия за electrok.co от 2016 г.
Време на публикуване: март-08-2023