Tesla оголосила сьогодні на своєму Дні інвестора, що компанія побудує електричний двигун автомобіля з постійними магнітами, що не містить рідкоземельних елементів.
Рідкісноземельні елементи є яблуком розбрату в ланцюжку постачання електромобілів, оскільки поставки важко забезпечити, а значна частина світового виробництва виробляється або переробляється в Китаї.
Це важливо з кількох причин, не останньою з яких є поточне прагнення адміністрації Байдена виробляти матеріали для вітчизняних компонентів електромобілів.
Однак існує багато неправильних уявлень про те, що таке РЗЕ та скільки РЗЕ використовується в електромобілях.Насправді літій-іонні батареї зазвичай не містять рідкоземельних елементів (хоча вони містять інші «важливі мінерали», як це визначено Законом про зниження інфляції).
У періодичній таблиці «рідкісноземельні елементи» — це елементи, виділені червоним кольором на діаграмі нижче — лантаноїди, а також скандій та ітрій.Насправді вони також не є особливою рідкістю, оскільки неодим становить приблизно дві третини вмісту міді.
Рідкоземельні елементи в електромобілях використовуються в двигунах електромобілів, а не в акумуляторах.Найчастіше використовується неодим, потужний магніт, який використовується в динаміках, жорстких дисках і електродвигунах.Диспрозій і тербій зазвичай використовуються як добавки для неодимових магнітів.
Крім того, не всі типи двигунів електромобілів використовують РЗЕ — Tesla використовує їх у своїх двигунах постійного струму з постійними магнітами, але не в асинхронних двигунах змінного струму.
Спочатку Tesla використовувала асинхронні двигуни змінного струму в своїх транспортних засобах, для яких не були потрібні рідкоземельні елементи.Власне, звідси і пішла назва компанії – Нікола Тесла був винахідником асинхронного двигуна змінного струму.Але потім, коли з’явилася Model 3, компанія представила новий двигун з постійними магнітами і згодом почала використовувати його в інших автомобілях.
Сьогодні компанія Tesla заявила, що їй вдалося зменшити кількість рідкісноземельних елементів, які використовуються в цих нових силових агрегатах Model 3, на 25% у період з 2017 по 2022 рік завдяки підвищенню ефективності силового агрегату.
Але тепер здається, що Tesla намагається отримати найкраще з обох світів: двигун з постійними магнітами, але без рідкоземельних елементів.
Основною альтернативою NdFeB для постійних магнітів є простий ферит (оксид заліза, зазвичай з добавками барію або стронцію).Ви завжди можете зробити постійні магніти сильнішими, просто використовуючи більше магнітів, але простір усередині ротора двигуна обмежений, і NdFeBB може забезпечити більше намагнічення з меншою кількістю матеріалу.Інші матеріали постійного магніту на ринку включають AlNiCo (AlNiCo), який добре працює при високих температурах, але легко втрачає намагніченість, і Samarium Cobalt, ще один рідкоземельний магніт, схожий на NdFeB, але кращий при високих температурах.Наразі досліджується ряд альтернативних матеріалів, головним чином спрямованих на подолання розриву між феритами та рідкісноземельними елементами, але вони все ще знаходяться в лабораторії та ще не виробляються.
Я підозрюю, що Тесла знайшов спосіб використовувати ротор із феритовим магнітом.Якщо вони зменшили вміст РЗЕ, це означало, що вони зменшили кількість постійних магнітів у роторі.Б'юся об заклад, вони вирішили отримати менший, ніж зазвичай, флюс із великого шматка фериту замість маленького шматка NdFeB.Можливо, я помиляюся, можливо, вони використали альтернативний матеріал у експериментальному масштабі.Але це здається мені малоймовірним – Tesla прагне масового виробництва, що в основному означає рідкоземельні елементи або ферити.
Під час презентації дня інвестора Tesla показала слайд, у якому порівнює поточне використання рідкоземельних елементів у двигуні з постійними магнітами Model Y із потенційним двигуном наступного покоління:
Tesla не уточнила, які елементи вона використала, можливо, вважаючи інформацію комерційною таємницею, яку вона не хотіла розголошувати.Але перше число може бути неодимом, решта можуть бути диспрозієм і тербієм.
Що стосується майбутніх двигунів – ми не зовсім впевнені.Графіки Tesla показують, що двигун наступного покоління міститиме постійний магніт, але цей магніт не використовуватиме рідкоземельні елементи.
Постійні магніти на основі неодиму протягом деякого часу були стандартом для таких застосувань, але протягом останнього десятиліття досліджувалися інші потенційні матеріали, щоб замінити їх.Хоча Tesla не уточнює, який з них вона планує використовувати, схоже, що вона близька до прийняття рішення – або принаймні бачить можливість знайти краще рішення в найближчому майбутньому.
Jameson керує електромобілями з 2009 року, а з 2016 року пише про електромобілі та чисту енергію для electrok.co.
Час публікації: 08 березня 2023 р