Tesla dnes na svém dni investorů oznámila, že společnost vybuduje elektrický motor vozidla s permanentním magnetem bez vzácných zemin.
Vzácné zeminy jsou jablkem sváru v dodavatelském řetězci elektrických vozidel, protože dodávky je obtížné zajistit a velká část světové produkce se vyrábí nebo zpracovává v Číně.
To je důležité z několika důvodů, v neposlední řadě je to současná snaha Bidenovy administrativy vyrábět materiály pro součástky domácích elektrických vozidel.
Existuje však mnoho mylných představ o tom, co je REE a jak moc se REE používá v elektrických vozidlech.Ve skutečnosti lithium-iontové baterie obecně neobsahují vzácné zeminy (ačkoli obsahují další „kritické minerály“, jak je definováno v zákoně o snižování inflace).
V periodické tabulce jsou „vzácné zeminy“ prvky zvýrazněné červeně na níže uvedeném diagramu – lanthanoidy, stejně jako skandium a yttrium.Ve skutečnosti také nejsou nijak zvlášť vzácné, přičemž asi dvě třetiny obsahu mědi tvoří neodym.
Prvky vzácných zemin v elektrických vozidlech se používají v motorech elektrických vozidel, nikoli v bateriích.Nejčastěji se používá neodym, silný magnet používaný v reproduktorech, pevných discích a elektromotorech.Dysprosium a terbium jsou běžně používaná aditiva pro neodymové magnety.
Také ne všechny typy motorů elektrických vozidel používají REE – Tesla je používá ve svých stejnosměrných motorech s permanentními magnety, ale ne ve svých indukčních motorech na střídavý proud.
Zpočátku Tesla používala ve svých vozidlech indukční motory na střídavý proud, které nevyžadovaly vzácné zeminy.Ve skutečnosti odtud pochází název společnosti – Nikola Tesla byl vynálezcem indukčního motoru na střídavý proud.Když však vyšel Model 3, společnost představila nový motor s permanentními magnety a nakonec je začala používat v jiných vozidlech.
Tesla dnes uvedla, že se jí v letech 2017 až 2022 podařilo snížit množství vzácných zemin používaných v těchto nových pohonných jednotkách Modelu 3 o 25 % díky zlepšené účinnosti pohonné jednotky.
Nyní se ale zdá, že Tesla se snaží získat to nejlepší z obou světů: motor s permanentními magnety, ale žádné vzácné zeminy.
Hlavní alternativou k NdFeB pro permanentní magnety je jednoduchý ferit (oxid železa, obvykle s přídavkem barya nebo stroncia).Vždy můžete zesílit permanentní magnety pouze použitím více magnetů, ale prostor uvnitř rotoru motoru je omezený a NdFeBB může poskytnout větší magnetizaci s menším množstvím materiálu.Mezi další materiály s permanentními magnety na trhu patří AlNiCo (AlNiCo), který funguje dobře při vysokých teplotách, ale snadno ztrácí magnetizaci, a Samarium Cobalt, další magnet ze vzácných zemin podobný NdFeB, ale lepší při vysokých teplotách.V současné době se zkoumá řada alternativních materiálů, zaměřených především na překlenutí propasti mezi ferity a vzácnými zeminami, ale tyto materiály jsou stále v laboratoři a dosud se nevyrábí.
Mám podezření, že Tesla našel způsob, jak použít rotor s feritovým magnetem.Pokud snížili obsah REE, znamenalo to, že snížili počet permanentních magnetů v rotoru.Vsadím se, že se rozhodli získat menší tok než obvykle z velkého kusu feritu místo malého kousku NdFeB.Možná se mýlím, možná použili alternativní materiál v experimentálním měřítku.Ale to se mi zdá nepravděpodobné – Tesla míří na hromadnou výrobu, což v podstatě znamená vzácné zeminy nebo ferity.
Během prezentace dne investorů Tesla ukázala snímek srovnávající současné použití vzácných zemin v motoru s permanentními magnety Model Y s potenciálním motorem nové generace:
Tesla neupřesnila, jaké prvky použila, pravděpodobně se domnívala, že jde o obchodní tajemství, které nechtěla prozradit.Ale první číslo může být neodym, zbytek může být dysprosium a terbium.
Co se týče budoucích motorů – no, nejsme si jisti.Grafika Tesly naznačuje, že motor nové generace bude obsahovat permanentní magnet, ale tento magnet nebude používat vzácné zeminy.
Permanentní magnety na bázi neodymu jsou již nějakou dobu standardem pro takové aplikace, ale v posledním desetiletí byly prozkoumány jiné potenciální materiály, které by je nahradily.I když Tesla neupřesnila, kterou z nich plánuje použít, vypadá to, že je blízko k rozhodnutí – nebo alespoň vidí příležitost najít v blízké budoucnosti lepší řešení.
Jameson řídí elektrická vozidla od roku 2009 a od roku 2016 píše o elektrických vozidlech a čisté energii pro electrok.co.
Čas odeslání: březen-08-2023