Oherwydd materion y gadwyn gyflenwi a'r amgylchedd, mae adran powertrain Tesla yn gweithio'n galed i gael gwared â magnetau daear prin o moduron ac mae'n chwilio am atebion amgen.
Nid yw Tesla wedi dyfeisio deunydd magnet cwbl newydd eto, felly fe allai wneud â thechnoleg bresennol, gan ddefnyddio ferrite rhad ac a weithgynhyrchir yn hawdd.
Trwy leoli magnetau ferrite yn ofalus ac addasu agweddau eraill ar ddylunio moduron, llawer o ddangosyddion perfformiad odaear brinGellir efelychu moduron gyrru. Yn yr achos hwn, mae pwysau'r modur yn cynyddu tua 30%yn unig, a allai fod yn wahaniaeth bach o'i gymharu â phwysau cyffredinol y car.
4. Mae angen i ddeunyddiau magnet newydd fod â'r tair nodwedd sylfaenol ganlynol: 1) mae angen iddynt gael magnetedd; 2) parhau i gynnal magnetedd ym mhresenoldeb meysydd magnetig eraill; 3) Yn gallu gwrthsefyll tymereddau uchel.
Yn ôl Tencent Technology News, mae'r gwneuthurwr cerbydau trydan Tesla wedi nodi na fydd elfennau daear prin yn cael eu defnyddio mwyach yn ei moduron car, sy'n golygu y bydd yn rhaid i beirianwyr Tesla ryddhau eu creadigrwydd yn llawn wrth ddod o hyd i atebion amgen.
Y mis diwethaf, rhyddhaodd Elon Musk y “drydedd ran o’r prif gynllun” yn nigwyddiad Diwrnod Buddsoddwyr Tesla. Yn eu plith, mae manylyn bach sydd wedi achosi teimlad ym maes ffiseg. Cyhoeddodd Colin Campbell, uwch weithredwr yn adran powertrain Tesla, fod ei dîm yn tynnu magnetau prin y ddaear o foduron oherwydd materion y gadwyn gyflenwi ac effaith negyddol sylweddol cynhyrchu magnetau daear prin.
Er mwyn cyflawni'r nod hwn, cyflwynodd Campbell ddwy sleid yn cynnwys tri deunydd dirgel wedi'u labelu'n glyfar fel daear prin 1, daear prin 2, a daear prin 3. Mae'r sleid gyntaf yn cynrychioli sefyllfa bresennol Tesla, lle mae maint y daearoedd prin a ddefnyddir gan y cwmni ym mhob cerbyd yn amrywio o hanner cilogram i 10 gram. Ar yr ail sleid, mae'r defnydd o'r holl elfennau daear prin wedi'i ostwng i ddim.
Ar gyfer magnetolegwyr sy'n astudio'r pŵer hudol a gynhyrchir trwy gynnig electronig mewn rhai deunyddiau, mae'n hawdd adnabod hunaniaeth daear prin 1, sef neodymiwm. O'i ychwanegu at elfennau cyffredin fel haearn a boron, gall y metel hwn helpu i greu maes cryf, bob amser ar faes magnetig. Ond ychydig o ddeunyddiau sydd â'r ansawdd hwn, ac mae llai fyth o elfennau daear prin yn cynhyrchu meysydd magnetig a all symud ceir Tesla sy'n pwyso dros 2000 cilogram, yn ogystal â llawer o bethau eraill o robotiaid diwydiannol i jetiau ymladdwyr. Os yw Tesla yn bwriadu tynnu neodymiwm ac elfennau daear prin eraill o'r modur, pa fagnet y bydd yn ei ddefnyddio yn lle?
Ar gyfer ffisegwyr, mae un peth yn sicr: ni ddyfeisiodd Tesla fath hollol newydd o ddeunydd magnetig. Dywedodd Andy Blackburn, is -lywydd gweithredol strategaeth yn Niron Magnets, “Mewn dros 100 mlynedd, efallai mai dim ond ychydig o gyfleoedd y cawn ni i gaffael magnetau busnes newydd.” Niron Magnetau yw un o'r ychydig fusnesau cychwynnol sy'n ceisio bachu ar y cyfle nesaf.
Mae Blackburn ac eraill yn credu ei bod yn fwy tebygol bod Tesla wedi penderfynu ymwneud â magnet llawer llai pwerus. Ymhlith llawer o bosibiliadau, yr ymgeisydd amlycaf yw ferrite: cerameg sy'n cynnwys haearn ac ocsigen, wedi'i gymysgu ag ychydig bach o fetel fel strontiwm. Mae'n rhad ac yn hawdd ei gynhyrchu, ac ers y 1950au, mae drysau oergell ledled y byd wedi'u cynhyrchu fel hyn.
Ond o ran cyfaint, dim ond un rhan o ddegfed magnetau neodymiwm yw magnetedd ferrite, sy'n codi cwestiynau newydd. Mae Prif Swyddog Gweithredol Tesla, Elon Musk, bob amser wedi bod yn adnabyddus am fod yn ddigyfaddawd, ond os yw Tesla am symud i Ferrite, mae'n ymddangos bod yn rhaid gwneud rhai consesiynau.
Mae'n hawdd credu mai batris yw pŵer cerbydau trydan, ond mewn gwirionedd, gyrru electromagnetig sy'n gyrru cerbydau trydan. Nid yw’n gyd -ddigwyddiad bod cwmni Tesla a’r uned magnetig “Tesla” yn cael eu henwi ar ôl yr un person. Pan fydd electronau'n llifo trwy'r coiliau mewn modur, maent yn cynhyrchu maes electromagnetig sy'n gyrru'r grym magnetig gyferbyn, gan beri i siafft y modur gylchdroi gyda'r olwynion.
Ar gyfer olwynion cefn ceir Tesla, darperir y grymoedd hyn gan foduron â magnetau parhaol, deunydd rhyfedd â maes magnetig sefydlog a dim mewnbwn cyfredol, diolch i'r troelli clyfar o electronau o amgylch atomau. Dim ond tua phum mlynedd yn ôl y dechreuodd Tesla ychwanegu'r magnetau hyn at geir, er mwyn ymestyn yr ystod a chynyddu torque heb uwchraddio'r batri. Cyn hyn, defnyddiodd y cwmni foduron sefydlu a weithgynhyrchwyd o amgylch electromagnets, sy'n cynhyrchu magnetedd trwy fwyta trydan. Mae'r modelau hynny sydd â moduron blaen yn dal i ddefnyddio'r modd hwn.
Mae symudiad Tesla i gefnu ar ddaear a magnetau prin yn ymddangos ychydig yn rhyfedd. Mae cwmnïau ceir yn aml yn obsesiwn ag effeithlonrwydd, yn enwedig yn achos cerbydau trydan, lle maent yn dal i geisio perswadio gyrwyr i oresgyn eu hofn o ystod. Ond wrth i weithgynhyrchwyr ceir ddechrau ehangu graddfa gynhyrchu cerbydau trydan, mae llawer o brosiectau a oedd gynt yn cael eu hystyried yn rhy aneffeithlon yn ail -wynebu.
Mae hyn wedi ysgogi gweithgynhyrchwyr ceir, gan gynnwys Tesla, i gynhyrchu mwy o geir gan ddefnyddio batris ffosffad haearn lithiwm (LFP). O'u cymharu â batris sy'n cynnwys elfennau fel cobalt a nicel, yn aml mae gan y modelau hyn ystod fyrrach. Mae hon yn dechnoleg hŷn gyda mwy o bwysau a chynhwysedd storio is. Ar hyn o bryd, mae gan y Model 3 sy'n cael ei bweru gan bŵer cyflymder isel ystod o 272 milltir (tua 438 cilomedr), tra gall y Model S anghysbell sydd â batris mwy datblygedig gyrraedd 400 milltir (640 cilomedr). Fodd bynnag, gall defnyddio batri ffosffad haearn lithiwm fod yn ddewis busnes mwy synhwyrol, oherwydd ei fod yn osgoi defnyddio deunyddiau drutach a hyd yn oed yn wleidyddol beryglus.
Fodd bynnag, mae'n annhebygol y bydd Tesla yn disodli magnetau â rhywbeth gwaeth, fel Ferrite, heb wneud unrhyw newidiadau eraill. Dywedodd ffisegydd Prifysgol Uppsala Alaina Vishna, “Byddwch yn cario magnet enfawr yn eich car. Yn ffodus, mae moduron trydan yn beiriannau eithaf cymhleth gyda llawer o gydrannau eraill y gellir eu haildrefnu'n ddamcaniaethol i leihau effaith defnyddio magnetau gwannach.
Mewn modelau cyfrifiadurol, penderfynodd y cwmni materol Proterial yn ddiweddar y gellir ailadrodd llawer o ddangosyddion perfformiad moduron gyriant daear prin trwy leoli magnetau ferrite yn ofalus ac addasu agweddau eraill ar ddylunio modur. Yn yr achos hwn, mae pwysau'r modur yn cynyddu tua 30%yn unig, a allai fod yn wahaniaeth bach o'i gymharu â phwysau cyffredinol y car.
Er gwaethaf y cur pen hyn, mae gan gwmnïau ceir lawer o resymau o hyd i gefnu ar elfennau daear prin, ar yr amod y gallant wneud hynny. Mae gwerth y farchnad ddaear brin gyfan yn debyg i werth y farchnad wyau yn yr Unol Daleithiau, ac yn ddamcaniaethol, gellir cloddio, prosesu, a throsodd elfennau daear prin yn magnetau ledled y byd, ond mewn gwirionedd, mae'r prosesau hyn yn cyflwyno sawl her.
Dywedodd dadansoddwr mwynau a’r blogiwr arsylwi daear prin poblogaidd Thomas Krumer, “Mae hwn yn ddiwydiant $ 10 biliwn, ond mae gwerth cynhyrchion a grëir bob blwyddyn yn amrywio o $ 2 triliwn i $ 3 triliwn, sy’n ysgogiad enfawr. Mae'r un peth yn wir am geir. Hyd yn oed os mai dim ond ychydig gilogramau o'r sylwedd hwn ydyn nhw, mae eu tynnu yn golygu na all ceir redeg mwyach oni bai eich bod chi'n barod i ailgynllunio'r injan gyfan
Mae'r Unol Daleithiau ac Ewrop yn ceisio arallgyfeirio'r gadwyn gyflenwi hon. Mae mwyngloddiau daear prin California, a gaewyd yn gynnar yn yr 21ain ganrif, wedi ailagor yn ddiweddar ac ar hyn o bryd yn cyflenwi 15% o adnoddau daear prin y byd. Yn yr Unol Daleithiau, mae angen i asiantaethau'r llywodraeth (yn enwedig yr Adran Amddiffyn) ddarparu magnetau pwerus ar gyfer offer fel awyrennau a lloerennau, ac maent yn frwd dros fuddsoddi mewn cadwyni cyflenwi yn ddomestig ac mewn rhanbarthau fel Japan ac Ewrop. Ond o ystyried cost, technoleg ofynnol, a materion amgylcheddol, mae hon yn broses araf a all bara am sawl blwyddyn neu hyd yn oed ddegawdau.
Amser Post: Mai-11-2023