Tesla meddelte i dag på sin investordag, at selskabet vil bygge en sjældne jordarts-fri permanent magnet elektrisk køretøjsmotor.
Sjældne jordarter er et stridspunkt i forsyningskæden for elektriske køretøjer, fordi forsyninger er svære at sikre, og meget af verdens produktion fremstilles eller forarbejdes i Kina.
Dette er vigtigt af flere grunde, ikke mindst af dem er Biden-administrationens nuværende indsats for at producere materialer til husholdningskomponenter til elektriske køretøjer.
Der er dog mange misforståelser om, hvad REE er, og hvor meget REE der bruges i elektriske køretøjer.Faktisk indeholder lithium-ion-batterier generelt ikke sjældne jordarter (selvom de indeholder andre "kritiske mineraler" som defineret af Inflation Reduction Act).
I det periodiske system er "sjældne jordarter" grundstofferne fremhævet med rødt i diagrammet nedenfor - lanthaniderne samt scandium og yttrium.Faktisk er de heller ikke specielt sjældne, med neodym for omkring to tredjedele af kobberindholdet.
Sjældne jordelementer i elektriske køretøjer bruges i elektriske køretøjsmotorer, ikke batterier.Den mest brugte er neodym, en kraftig magnet, der bruges i højttalere, harddiske og elektriske motorer.Dysprosium og terbium er almindeligt anvendte tilsætningsstoffer til neodymmagneter.
Det er heller ikke alle typer elektriske køretøjsmotorer, der bruger REE'er - Tesla bruger dem i sine permanentmagnet DC-motorer, men ikke i sine AC-induktionsmotorer.
Oprindeligt brugte Tesla AC-induktionsmotorer i sine køretøjer, som ikke krævede sjældne jordarter.Faktisk er det her, firmaets navn kom fra - Nikola Tesla var opfinderen af AC-induktionsmotoren.Men da Model 3 kom ud, introducerede virksomheden en ny permanentmagnetmotor og begyndte til sidst at bruge dem i andre køretøjer.
Tesla sagde i dag, at det har været i stand til at reducere mængden af sjældne jordarter, der bruges i disse nye Model 3-drivlinjer med 25 % mellem 2017 og 2022 takket være forbedret drivlinjeeffektivitet.
Men nu ser det ud til, at Tesla forsøger at få det bedste fra begge verdener: en permanent magnetmotor, men ingen sjældne jordarter.
Hovedalternativet til NdFeB til permanente magneter er simpel ferrit (jernoxid, normalt med tilsætning af barium eller strontium).Du kan altid gøre permanente magneter stærkere blot ved at bruge flere magneter, men pladsen inde i motorrotoren er begrænset, og NdFeBB kan give mere magnetisering med mindre materiale.Andre permanentmagnetmaterialer på markedet omfatter AlNiCo (AlNiCo), som klarer sig godt ved høje temperaturer, men let taber magnetisering, og Samarium Cobalt, en anden sjælden jordartmagnet, der ligner NdFeB, men bedre ved høje temperaturer.En række alternative materialer forskes i øjeblikket, hovedsageligt rettet mod at bygge bro mellem ferriter og sjældne jordarter, men dette er stadig i laboratoriet og endnu ikke i produktion.
Jeg formoder, at Tesla fandt en måde at bruge en rotor med en ferritmagnet på.Hvis de reducerede REE-indholdet, betød det, at de reducerede antallet af permanente magneter i rotoren.Jeg vil vædde på, at de besluttede at få mindre end normalt flux fra et stort stykke ferrit i stedet for et lille stykke NdFeB.Jeg kan tage fejl, de kan have brugt et alternativt materiale i eksperimentel skala.Men det forekommer mig usandsynligt – Tesla sigter efter masseproduktion, hvilket dybest set betyder sjældne jordarter eller ferriter.
Under investordagens præsentation viste Tesla et dias, der sammenlignede den nuværende brug af sjældne jordarter i Model Y permanentmagnetmotoren med en potentiel næste generations motor:
Tesla specificerede ikke, hvilke elementer den brugte, og troede muligvis, at oplysningerne var en forretningshemmelighed, som den ikke ønskede at afsløre.Men det første tal kan være neodym, resten kan være dysprosium og terbium.
Med hensyn til fremtidige motorer – ja, vi er ikke rigtig sikre.Teslas grafik tyder på, at næste generations motor vil indeholde en permanent magnet, men den magnet vil ikke bruge sjældne jordarter.
Neodym-baserede permanente magneter har været standarden for sådanne applikationer i nogen tid, men andre potentielle materialer er blevet udforsket i løbet af det sidste årti for at erstatte det.Selvom Tesla ikke har specificeret, hvilken den planlægger at bruge, ser det ud til, at den er tæt på at træffe en beslutning – eller i det mindste ser en mulighed for at finde en bedre løsning i den nærmeste fremtid.
Jameson har kørt elbiler siden 2009 og har skrevet om elbiler og ren energi for electrok.co siden 2016.
Posttid: Mar-08-2023