Oherwydd problemau cadwyn gyflenwi ac amgylcheddol, mae adran trên pŵer Tesla yn gweithio'n galed i gael gwared â magnetau daear prin o foduron ac yn chwilio am atebion amgen.
Nid yw Tesla wedi dyfeisio deunydd magnet cwbl newydd eto, felly efallai y bydd yn defnyddio technoleg bresennol, gan ddefnyddio ferrite rhad a hawdd ei gynhyrchu yn fwyaf tebygol.
Drwy osod magnetau ferrite yn ofalus ac addasu agweddau eraill ar ddylunio moduron, gellir gweld llawer o ddangosyddion perfformiaddaear pringellir atgynhyrchu moduron gyrru. Yn yr achos hwn, dim ond tua 30% y mae pwysau'r modur yn cynyddu, a all fod yn wahaniaeth bach o'i gymharu â phwysau cyffredinol y car.
4. Mae angen i ddeunyddiau magnet newydd feddu ar y tair nodwedd sylfaenol ganlynol: 1) mae angen iddynt fod â magnetedd; 2) Parhau i gynnal magnetedd ym mhresenoldeb meysydd magnetig eraill; 3) Gallant wrthsefyll tymereddau uchel.
Yn ôl Tencent Technology News, mae'r gwneuthurwr cerbydau trydan Tesla wedi datgan na fydd elfennau daear prin yn cael eu defnyddio yn ei foduron ceir mwyach, 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 “Trydydd Rhan y Cynllun Meistr” 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 trên pŵer Tesla, fod ei dîm yn tynnu magnetau daear prin o foduron oherwydd problemau cadwyn gyflenwi a’r effaith negyddol sylweddol o gynhyrchu magnetau daear prin.
I gyflawni'r nod hwn, cyflwynodd Campbell ddwy sleid yn cynnwys tri deunydd dirgel wedi'u labelu'n glyfar fel rare earth 1, rare earth 2, a rare earth 3. Mae'r sleid gyntaf yn cynrychioli sefyllfa bresennol Tesla, lle mae faint o briddoedd 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 bob elfen brin o briddoedd wedi'i leihau i sero.
I fagnetolegwyr sy'n astudio'r pŵer hudol a gynhyrchir gan symudiad electronig mewn rhai deunyddiau, mae hunaniaeth rare earth 1 yn hawdd ei adnabod, sef neodymiwm. Pan gaiff ei ychwanegu at elfennau cyffredin fel haearn a boron, gall y metel hwn helpu i greu maes magnetig cryf, sydd bob amser ymlaen. Ond ychydig o ddeunyddiau sydd â'r ansawdd hwn, ac mae hyd yn oed llai o elfennau rare earth 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 ymladd. Os yw Tesla yn bwriadu tynnu neodymiwm ac elfennau rare earth eraill o'r modur, pa fagnet fydd yn ei ddefnyddio yn lle?
I ffisegwyr, mae un peth yn sicr: ni ddyfeisiodd Tesla fath cwbl 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 fydd gennym i gaffael magnetau busnes newydd.” Mae NIron Magnets yn un o'r ychydig gwmnïau newydd sy'n ceisio manteisio ar y cyfle nesaf.
Mae Blackburn ac eraill yn credu ei bod hi'n fwy tebygol bod Tesla wedi penderfynu defnyddio magnet llawer llai pwerus. Ymhlith llawer o bosibiliadau, yr ymgeisydd mwyaf amlwg yw fferit: cerameg sy'n cynnwys haearn ac ocsigen, wedi'i gymysgu â swm bach o fetel fel strontiwm. Mae'n rhad ac yn hawdd i'w gynhyrchu, ac ers y 1950au, mae drysau oergell ledled y byd wedi cael eu cynhyrchu yn y ffordd hon.
Ond o ran cyfaint, dim ond un rhan o ddeg o fagnetedd fferit yw magnetedd magnetau neodymiwm, sy'n codi cwestiynau newydd. Mae Prif Swyddog Gweithredol Tesla, Elon Musk, wedi bod yn adnabyddus erioed am fod yn ddigyfaddawd, ond os yw Tesla am symud i fferit, 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" wedi'u 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 gyferbyniol, gan achosi 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 cerrynt, diolch i sbin clyfar 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'r trorym heb uwchraddio'r batri. Cyn hyn, roedd y cwmni'n defnyddio moduron sefydlu a weithgynhyrchwyd o amgylch electromagnetau, sy'n cynhyrchu magnetedd trwy ddefnyddio trydan. Mae'r modelau hynny sydd â moduron blaen yn dal i ddefnyddio'r modd hwn.
Mae symudiad Tesla i gefnu ar briddoedd prin a magnetau yn ymddangos braidd yn rhyfedd. Yn aml, mae cwmnïau ceir yn obsesiynol am effeithlonrwydd, yn enwedig yn achos cerbydau trydan, lle maen nhw'n dal i geisio perswadio gyrwyr i oresgyn eu hofn o gyrhaeddiad. Ond wrth i weithgynhyrchwyr ceir ddechrau ehangu graddfa gynhyrchu cerbydau trydan, mae llawer o brosiectau a ystyriwyd yn rhy aneffeithlon yn flaenorol yn ailymddangos.
Mae hyn wedi ysgogi gweithgynhyrchwyr ceir, gan gynnwys Tesla, i gynhyrchu mwy o geir gan ddefnyddio batris ffosffad haearn lithiwm (LFP). O'i gymharu â batris sy'n cynnwys elfennau fel cobalt a nicel, mae gan y modelau hyn ystod fyrrach yn aml. Mae hon yn dechnoleg hŷn gyda phwysau mwy 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, gallai 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 gyda rhywbeth gwaeth, fel fferit, heb wneud unrhyw newidiadau eraill. Dywedodd y ffisegydd o Brifysgol Uppsala, Alaina Vishna, “Byddwch chi'n 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 deunyddiau Proterial yn ddiweddar y gellir efelychu llawer o ddangosyddion perfformiad moduron gyrru prin-ddaear trwy osod magnetau ferrite yn ofalus ac addasu agweddau eraill ar ddylunio moduron. Yn yr achos hwn, dim ond tua 30% y mae pwysau'r modur yn cynyddu, a all 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 prin gyfan yn debyg i werth y farchnad wyau yn yr Unol Daleithiau, ac yn ddamcaniaethol, gellir cloddio, prosesu a throsi elfennau daear prin yn fagnetau ledled y byd, ond mewn gwirionedd, mae'r prosesau hyn yn cyflwyno llawer o heriau.
Dywedodd y dadansoddwr mwynau a'r blogiwr poblogaidd arsylwi ar briddoedd prin, Thomas Krumer, “Mae hwn yn ddiwydiant gwerth $10 biliwn, ond mae gwerth y cynhyrchion a grëir bob blwyddyn yn amrywio o $2 triliwn i $3 triliwn, sy'n lifer enfawr. Mae'r un peth yn wir am geir. Hyd yn oed os mai dim ond ychydig gilogramau o'r sylwedd hwn sydd ynddynt, mae eu cael gwared yn golygu na all ceir redeg mwyach oni bai eich bod yn fodlon ailgynllunio'r injan gyfan.
Mae'r Unol Daleithiau ac Ewrop yn ceisio amrywio'r gadwyn gyflenwi hon. Mae mwyngloddiau daear prin Califfornia, a gaewyd ddechrau'r 21ain ganrif, wedi ailagor yn ddiweddar ac ar hyn o bryd maent 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 frwdfrydig ynghylch buddsoddi 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 postio: Mai-11-2023