З-за ланцужкоў паставак і праблем з навакольным асяроддзем аддзел трансмісій Tesla прыкладае ўсе намаганні, каб выдаліць рэдказямельныя магніты з рухавікоў і шукае альтэрнатыўныя рашэнні.
Кампанія Tesla яшчэ не вынайшла абсалютна новы магнітны матэрыял, таму можа задаволіцца існуючай тэхналогіяй, хутчэй за ўсё, з выкарыстаннем таннага і лёгка выраблянага ферыту.
Дзякуючы дбайнаму размяшчэнню ферытавых магнітаў і карэкціроўцы іншых аспектаў канструкцыі рухавіка, многія паказчыкі прадукцыйнасцірэдказямельныпрывадныя рухавікі могуць быць прайграныя. У гэтым выпадку вага рухавіка павялічваецца толькі прыкладна на 30%, што можа быць невялікай розніцай у параўнанні з агульнай масай аўтамабіля.
4. Новыя магнітныя матэрыялы павінны мець наступныя тры асноўныя характарыстыкі: 1) яны павінны мець магнетызм; 2) працягваць падтрымліваць магнетызм у прысутнасці іншых магнітных палёў; 3) Можа вытрымліваць высокія тэмпературы.
Як паведамляе Tencent Technology News, вытворца электрамабіляў Tesla заявіў, што рэдказямельныя элементы больш не будуць выкарыстоўвацца ў яго аўтамабільных рухавіках, што азначае, што інжынерам Tesla прыйдзецца цалкам раскрыць свой творчы патэнцыял у пошуку альтэрнатыўных рашэнняў.
У мінулым месяцы Ілон Маск выпусціў «Трэцюю частку генеральнага плана» на мерапрыемстве Tesla Investor Day. Сярод іх ёсць маленькая дэталь, якая зрабіла фурор у галіне фізікі. Колін Кэмпбэл, старшы кіраўнік аддзела трансмісій Tesla, абвясціў, што яго каманда выдаляе рэдказямельныя магніты з рухавікоў з-за праблем з ланцужкамі паставак і значнага негатыўнага ўздзеяння вытворчасці рэдказямельных магнітаў.
Для дасягнення гэтай мэты Кэмпбэл прадставіў два слайды з трыма таямнічымі матэрыяламі, пазначанымі рэдказямельнымі элементамі 1, рэдказямельнымі элементамі 2 і рэдказямельнымі элементамі 3. Першы слайд адлюстроўвае бягучую сітуацыю Tesla, дзе колькасць рэдказямельных элементаў, якія выкарыстоўваюцца кампаніяй у кожным аўтамабілі вагаецца ад паўкілаграма да 10 грамаў. На другім слайдзе выкарыстанне ўсіх рэдказямельных элементаў зведзена да нуля.
Магнітолагам, якія вывучаюць магічную сілу, якую стварае электронны рух у пэўных матэрыялах, рэдкая зямля 1 лёгка распазнаецца, гэта неадым. Пры даданні да звычайных элементаў, такіх як жалеза і бор, гэты метал можа дапамагчы стварыць моцнае, заўсёды ўключанае магнітнае поле. Але нешматлікія матэрыялы валодаюць такой якасцю, і яшчэ менш рэдказямельных элементаў ствараюць магнітныя палі, якія могуць рухаць аўтамабілі Tesla вагой больш за 2000 кілаграмаў, а таксама шмат іншых рэчаў, ад прамысловых робатаў да знішчальнікаў. Калі Tesla плануе выдаліць неадым і іншыя рэдказямельныя элементы з рухавіка, які магніт ён будзе выкарыстоўваць замест гэтага?
Для фізікаў адно можна сказаць напэўна: Тэсла не вынайшаў зусім новы тып магнітнага матэрыялу. Эндзі Блэкбэрн, выканаўчы віцэ-прэзідэнт па стратэгіі NIron Magnets, сказаў: «За больш чым 100 гадоў у нас можа быць толькі некалькі магчымасцей набыць новыя бізнес-магніты». NIron Magnets - адзін з нямногіх стартапаў, якія спрабуюць скарыстацца наступнай магчымасцю.
Блэкберн і іншыя лічаць, што больш верагодна, што Тэсла вырашыў задаволіцца значна менш магутным магнітам. Сярод многіх магчымасцей найбольш відавочным кандыдатам з'яўляецца ферыт: кераміка, якая складаецца з жалеза і кіслароду ў сумесі з невялікай колькасцю металу, напрыклад, стронцыю. Ён адначасова танны і просты ў вытворчасці, і з 1950-х гадоў дзверцы халадзільнікаў ва ўсім свеце вырабляюцца такім чынам.
Але з пункту гледжання аб'ёму магнетызм ферыту складае ўсяго адну дзесятую ад неадымавых магнітаў, што выклікае новыя пытанні. Генеральны дырэктар Tesla Ілон Маск заўсёды быў вядомы сваёй бескампраміснасцю, але калі Tesla хоча перайсці на ферыт, здаецца, трэба пайсці на некаторыя саступкі.
Лёгка паверыць, што акумулятары - гэта сіла электрамабіляў, але на самой справе электрычныя транспартныя сродкі прыводзяць у рух электрамагнітнае кіраванне. Невыпадкова і кампанія Tesla, і магнітны блок «Tesla» названы ў гонар аднаго чалавека. Калі электроны цякуць праз шпулькі рухавіка, яны ствараюць электрамагнітнае поле, якое рухае супрацьлеглую магнітную сілу, прымушаючы вал рухавіка круціцца разам з коламі.
Для задніх колаў аўтамабіляў Tesla гэтыя сілы забяспечваюцца рухавікамі з пастаяннымі магнітамі, дзіўным матэрыялам са стабільным магнітным полем і без уводу току, дзякуючы разумнаму кручэнню электронаў вакол атамаў. Кампанія Tesla толькі пачала дадаваць гэтыя магніты ў аўтамабілі каля пяці гадоў таму, каб павялічыць запас ходу і павялічыць крутоўны момант без абнаўлення батарэі. Да гэтага кампанія выкарыстоўвала асінхронныя рухавікі, вырабленыя вакол электрамагнітаў, якія генеруюць магнетызм, спажываючы электрычнасць. Мадэлі, абсталяваныя пярэднімі рухавікамі, па-ранейшаму выкарыстоўваюць гэты рэжым.
Адмова Тэслы ад рэдказямельных элементаў і магнітаў здаецца трохі дзіўнай. Аўтамабільныя кампаніі часта апантаныя эфектыўнасцю, асабліва ў выпадку электрамабіляў, дзе яны ўсё яшчэ спрабуюць пераканаць кіроўцаў пераадолець страх далёкасці. Але калі вытворцы аўтамабіляў пачынаюць пашыраць маштабы вытворчасці электрамабіляў, многія праекты, якія раней лічыліся занадта неэфектыўнымі, зноў з'яўляюцца на паверхні.
Гэта падштурхнула вытворцаў аўтамабіляў, у тым ліку Tesla, вырабляць больш аўтамабіляў з выкарыстаннем літый-жалеза-фасфатных батарэй (LFP). У параўнанні з батарэямі, якія змяшчаюць такія элементы, як кобальт і нікель, гэтыя мадэлі часта маюць меншы радыус дзеяння. Гэта старая тэхналогія з большай вагой і меншай ёмістасцю захоўвання. У цяперашні час мадэль 3, якая працуе ад нізкахуткаснага электраэнергіі, мае радыус дзеяння 272 мілі (прыкладна 438 кіламетраў), у той час як дыстанцыйная мадэль S, абсталяваная больш сучаснымі батарэямі, можа дасягаць 400 міль (640 кіламетраў). Тым не менш, выкарыстанне літый-жалеза-фасфатных батарэй можа быць больш разумным бізнес-выбарам, таму што гэта дазваляе пазбегнуць выкарыстання больш дарагіх і нават палітычна рызыкоўных матэрыялаў.
Аднак Tesla наўрад ці проста заменіць магніты на нешта горшае, напрыклад, на ферыт, без унясення іншых змен. Фізік Упсальскага ўніверсітэта Алаіна Вішна сказала: «Вы будзеце везці ў машыне велізарны магніт. На шчасце, электрарухавікі - гэта даволі складаныя машыны з многімі іншымі кампанентамі, якія тэарэтычна можна перабудаваць, каб паменшыць уздзеянне ад выкарыстання больш слабых магнітаў.
У камп'ютэрных мадэлях кампанія Proterial нядаўна вызначыла, што многія паказчыкі прадукцыйнасці рэдказямельных прывадных рухавікоў можна паўтарыць шляхам стараннага размяшчэння ферытавых магнітаў і карэкціроўкі іншых аспектаў канструкцыі рухавіка. У гэтым выпадку вага рухавіка павялічваецца толькі прыкладна на 30%, што можа быць невялікай розніцай у параўнанні з агульнай масай аўтамабіля.
Нягледзячы на гэтыя галаўныя болі, у аўтамабільных кампаній усё яшчэ ёсць шмат прычын адмовіцца ад рэдказямельных элементаў, пры ўмове, што яны могуць гэта зрабіць. Кошт усяго рынку рэдказямельных элементаў падобная да кошту рынку яек у Злучаных Штатах, і тэарэтычна рэдказямельныя элементы можна здабываць, апрацоўваць і ператвараць у магніты ва ўсім свеце, але на самой справе гэтыя працэсы ствараюць шмат праблем.
Аналітык карысных выкапняў і папулярны блогер па назіранні за рэдказямельнымі элементамі Томас Крумер сказаў: «Гэта індустрыя коштам 10 мільярдаў долараў, але кошт прадукцыі, якая ствараецца кожны год, вагаецца ад 2 да 3 трыльёнаў долараў, што з'яўляецца велізарным рычагом. Тое ж самае і з аўтамабілямі. Нават калі яны ўтрымліваюць толькі некалькі кілаграмаў гэтага рэчыва, іх выдаленне азначае, што машыны больш не могуць працаваць, калі вы не хочаце перарабіць увесь рухавік
Злучаныя Штаты і Еўропа спрабуюць дыверсіфікаваць гэты ланцужок паставак. Каліфарнійскія рэдказямельныя шахты, якія былі зачыненыя ў пачатку 21-га стагоддзя, нядаўна зноў адкрыліся і ў цяперашні час забяспечваюць 15% сусветных рэдказямельных рэсурсаў. У Злучаных Штатах дзяржаўныя ўстановы (асабліва Міністэрства абароны) павінны забяспечыць магутныя магніты для такога абсталявання, як самалёты і спадарожнікі, і яны з энтузіязмам інвестуюць у ланцужкі паставак унутры краіны і ў такіх рэгіёнах, як Японія і Еўропа. Але з улікам кошту, неабходных тэхналогій і экалагічных праблем гэта павольны працэс, які можа доўжыцца некалькі гадоў ці нават дзесяцігоддзяў.
Час публікацыі: 11 мая 2023 г