Tesla je danes na svojem dnevu vlagateljev objavila, da bo podjetje izdelalo električni motor za vozila s trajnimi magneti brez redkih zemelj.
Redke zemlje so jabolko spora v dobavni verigi električnih vozil, ker je dobavo težko zagotoviti in se velik del svetovne proizvodnje proizvede ali predela na Kitajskem.
To je pomembno iz več razlogov, nenazadnje pa je trenutna želja Bidnove administracije za proizvodnjo materialov za komponente domačih električnih vozil.
Vendar pa obstaja veliko napačnih predstav o tem, kaj so REE in koliko REE se uporablja v električnih vozilih.Pravzaprav litij-ionske baterije na splošno ne vsebujejo redkih zemelj (čeprav vsebujejo druge "kritične minerale", kot jih opredeljuje Zakon o zmanjševanju inflacije).
V periodnem sistemu so "redke zemlje" elementi, označeni z rdečo v spodnjem diagramu - lantanidi, pa tudi skandij in itrij.Pravzaprav tudi niso posebej redki, saj neodim predstavlja približno dve tretjini vsebnosti bakra.
Elementi redkih zemelj v električnih vozilih se uporabljajo v motorjih električnih vozil, ne v baterijah.Najpogosteje uporabljen je neodim, močan magnet, ki se uporablja v zvočnikih, trdih diskih in električnih motorjih.Disprozij in terbij sta pogosto uporabljena dodatka za neodimove magnete.
Poleg tega vse vrste motorjev električnih vozil ne uporabljajo REE - Tesla jih uporablja v svojih enosmernih motorjih s trajnimi magneti, ne pa tudi v indukcijskih motorjih na izmenični tok.
Sprva je Tesla v svojih vozilih uporabljal AC indukcijske motorje, ki niso zahtevali redkih zemelj.Pravzaprav od tod izvira ime podjetja – Nikola Tesla je bil izumitelj AC indukcijskega motorja.Ko pa se je pojavil model 3, je podjetje predstavilo nov motor s trajnimi magneti in ga sčasoma začelo uporabljati v drugih vozilih.
Tesla je danes izjavila, da ji je uspelo zmanjšati količino redkih zemelj, uporabljenih v teh novih pogonskih sklopih modela 3, za 25 % med letoma 2017 in 2022 zahvaljujoč izboljšani učinkovitosti pogonskega sklopa.
Toda zdaj se zdi, da Tesla poskuša dobiti najboljše iz obeh svetov: motor s trajnimi magneti, vendar brez redkih zemelj.
Glavna alternativa NdFeB za trajne magnete je preprost ferit (železov oksid, običajno z dodatki barija ali stroncija).Trajne magnete lahko vedno naredite močnejše samo z uporabo več magnetov, vendar je prostor znotraj rotorja motorja omejen in NdFeBB lahko zagotovi več magnetizacije z manj materiala.Drugi trajni magnetni materiali na trgu vključujejo AlNiCo (AlNiCo), ki se dobro obnese pri visokih temperaturah, vendar zlahka izgubi magnetizacijo, in Samarium Cobalt, še en redkozemeljski magnet, podoben NdFeB, vendar boljši pri visokih temperaturah.Trenutno potekajo raziskave o številnih alternativnih materialih, katerih cilj je predvsem premostitev vrzeli med feritom in redkimi zemljami, vendar je to še vedno v laboratoriju in še ni v proizvodnji.
Sumim, da je Tesla našel način za uporabo rotorja s feritnim magnetom.Če so zmanjšali vsebnost REE, je to pomenilo, da so zmanjšali število trajnih magnetov v rotorju.Stavim, da so se odločili, da iz velikega kosa ferita namesto majhnega kosa NdFeB dobijo manj kot običajno fluks.Morda se motim, morda so uporabili alternativni material v eksperimentalnem obsegu.Ampak to se mi zdi malo verjetno - Tesla cilja na množično proizvodnjo, kar v bistvu pomeni redke zemlje ali ferite.
Med predstavitvijo na dnevu vlagateljev je Tesla prikazal diapozitiv, ki primerja trenutno uporabo redkih zemelj v motorju s trajnimi magneti modela Y s potencialnim motorjem naslednje generacije:
Tesla ni navedla, katere elemente je uporabila, saj je verjetno verjela, da so informacije poslovna skrivnost, ki je ne želi razkriti.Toda prva številka je lahko neodim, ostalo sta lahko disprozij in terbij.
Kar se tiče prihodnjih motorjev – nismo povsem prepričani.Teslina grafika kaže, da bo motor naslednje generacije vseboval trajni magnet, vendar ta magnet ne bo uporabljal redkih zemelj.
Trajni magneti na osnovi neodija so že nekaj časa standard za takšne aplikacije, vendar so bili v zadnjem desetletju raziskani drugi potencialni materiali, ki bi jih nadomestili.Čeprav Tesla ni navedla, katero namerava uporabiti, je videti, da je blizu odločitve – ali pa vsaj vidi priložnost, da v bližnji prihodnosti najde boljšo rešitev.
Jameson vozi električna vozila od leta 2009, od leta 2016 pa piše o električnih vozilih in čisti energiji za electrok.co.
Čas objave: mar-08-2023