Tesla ilmoitti tänään sijoittajapäivällään, että yhtiö rakentaa harvinaisista maametallista vapaan kestomagneettisen sähköajoneuvon moottorin.
Harvinaiset maametallit ovat kiistanalainen sähköajoneuvojen toimitusketjussa, koska toimitusten varmistaminen on vaikeaa ja suuri osa maailman tuotannosta valmistetaan tai jalostetaan Kiinassa.
Tämä on tärkeää useista syistä, joista vähiten on Bidenin hallinnon nykyinen pyrkimys tuottaa materiaaleja kotimaisiin sähköajoneuvojen komponentteihin.
On kuitenkin olemassa monia vääriä käsityksiä siitä, mitä REE on ja kuinka paljon REE:tä käytetään sähköajoneuvoissa.Itse asiassa litiumioniakut eivät yleensä sisällä harvinaisia maametallia (vaikka ne sisältävät muitakin "kriittisiä mineraaleja" inflaation vähentämislain määritelmän mukaisesti).
Jaksotaulukossa "harvinaiset maametallit" ovat alla olevassa kaaviossa punaisella korostettuja alkuaineita - lantanidit sekä skandium ja yttrium.Itse asiassa ne eivät myöskään ole erityisen harvinaisia, sillä neodyymi on noin kaksi kolmasosaa kuparipitoisuudesta.
Sähköajoneuvojen harvinaisia maaelementtejä käytetään sähköajoneuvojen moottoreissa, ei akuissa.Yleisimmin käytetty on neodyymi, voimakas magneetti, jota käytetään kaiuttimissa, kiintolevyissä ja sähkömoottoreissa.Dysprosium ja terbium ovat yleisesti käytettyjä lisäaineita neodyymimagneeteissa.
Kaikki sähköajoneuvojen moottorityypit eivät myöskään käytä REE:itä – Tesla käyttää niitä kestomagneettisissa tasavirtamoottoreissaan, mutta ei AC-induktiomoottoreissaan.
Aluksi Tesla käytti ajoneuvoissaan AC-oikosulkumoottoreita, jotka eivät vaatineet harvinaisia maametalleja.Itse asiassa tästä yrityksen nimi tuli – Nikola Tesla oli AC-oikosulkumoottorin keksijä.Mutta sitten, kun Model 3 ilmestyi, yritys esitteli uuden kestomagneettimoottorin ja alkoi lopulta käyttää niitä muissa ajoneuvoissa.
Tesla kertoi tänään, että se on pystynyt vähentämään näissä uusissa Model 3 -voimansiirroissa käytettyjen harvinaisten maametallien määrää 25 % vuosien 2017 ja 2022 välillä parannetun voimansiirron tehokkuuden ansiosta.
Mutta nyt näyttää siltä, että Tesla yrittää saada molemmista maailmoista parasta: kestomagneettimoottorin, mutta ei harvinaisia maametallia.
Kestomagneettien päävaihtoehto NdFeB:lle on yksinkertainen ferriitti (rautaoksidi, johon on yleensä lisätty bariumia tai strontiumia).Voit aina tehdä kestomagneeteista vahvempia käyttämällä enemmän magneetteja, mutta moottorin roottorin sisällä oleva tila on rajallinen ja NdFeBB voi tarjota enemmän magnetointia vähemmällä materiaalilla.Muita markkinoilla olevia kestomagneettimateriaaleja ovat AlNiCo (AlNiCo), joka toimii hyvin korkeissa lämpötiloissa, mutta menettää magnetoinnin helposti, ja Samarium Cobalt, toinen harvinaisten maametallien magneetti, joka on samanlainen kuin NdFeB, mutta parempi korkeissa lämpötiloissa.Useita vaihtoehtoisia materiaaleja tutkitaan parhaillaan pääasiassa ferriittien ja harvinaisten maametallien välisen kuilun kuromiseksi, mutta tämä on vielä laboratoriossa eikä vielä tuotannossa.
Epäilen, että Tesla löysi tavan käyttää roottoria ferriittimagneetilla.Jos he vähensivät REE-pitoisuutta, se tarkoitti, että he vähensivät kestomagneettien määrää roottorissa.Lyön vetoa, että he päättivät saada tavallista vähemmän virtausta suuresta ferriittipalasta pienen NdFeB-palan sijaan.Saatan olla väärässä, he ovat saattaneet käyttää vaihtoehtoista materiaalia kokeellisessa mittakaavassa.Mutta se näyttää minusta epätodennäköiseltä – Tesla tähtää massatuotantoon, mikä tarkoittaa pohjimmiltaan harvinaisia maametallia tai ferriittejä.
Sijoittajapäivän esityksen aikana Tesla näytti diaa, jossa verrattiin harvinaisten maametallien nykyistä käyttöä Model Y kestomagneettimoottorissa mahdolliseen seuraavan sukupolven moottoriin:
Tesla ei täsmentänyt, mitä elementtejä se käytti, koska se luuli tietojen olevan liikesalaisuuksia, joita se ei halunnut paljastaa.Mutta ensimmäinen numero voi olla neodyymi, loput voivat olla dysprosiumia ja terbiumia.
Mitä tulee tuleviin moottoreihin, emme ole varmoja.Teslan grafiikka viittaa siihen, että seuraavan sukupolven moottori sisältää kestomagneetin, mutta tämä magneetti ei käytä harvinaisia maametallia.
Neodyymipohjaiset kestomagneetit ovat olleet standardi tällaisissa sovelluksissa jo jonkin aikaa, mutta viime vuosikymmenen aikana on tutkittu muita mahdollisia materiaaleja niiden korvaamiseksi.Vaikka Tesla ei ole täsmentänyt, kumpaa se aikoo käyttää, näyttää siltä, että se on lähellä päätöstä – tai ainakin näkee mahdollisuuden löytää parempi ratkaisu lähitulevaisuudessa.
Jameson on ajanut sähköajoneuvoilla vuodesta 2009 ja on kirjoittanut sähköajoneuvoista ja puhtaasta energiasta electrok.co:lle vuodesta 2016 lähtien.
Postitusaika: 08.03.2023