Tesla kunngjorde i dag på sin investordag at selskapet vil bygge en sjeldne jord-fri permanentmagnet elektrisk kjøretøymotor.
Sjeldne jordarter er et stridsfelt i forsyningskjeden for elektriske kjøretøy fordi forsyninger er vanskelige å sikre og mye av verdens produksjon er laget eller behandlet i Kina.
Dette er viktig av flere grunner, ikke minst er Biden-administrasjonens nåværende innsats for å produsere materialer til elektriske kjøretøykomponenter i hjemmet.
Imidlertid er det mange misoppfatninger om hva REE er og hvor mye REE som brukes i elektriske kjøretøy.Faktisk inneholder litium-ion-batterier generelt ikke sjeldne jordarter (selv om de inneholder andre "kritiske mineraler" som definert av inflasjonsreduksjonsloven).
I det periodiske systemet er "sjeldne jordarter" grunnstoffene markert med rødt i diagrammet nedenfor - lantanidene, samt skandium og yttrium.Faktisk er de heller ikke spesielt sjeldne, med neodym for omtrent to tredjedeler av kobberinnholdet.
Sjeldne jordelementer i elektriske kjøretøy brukes i elektriske kjøretøymotorer, ikke batterier.Den mest brukte er neodym, en kraftig magnet som brukes i høyttalere, harddisker og elektriske motorer.Dysprosium og terbium er ofte brukte tilsetningsstoffer for neodymmagneter.
Det er heller ikke alle typer elektriske kjøretøymotorer som bruker REE-er – Tesla bruker dem i sine permanentmagnet DC-motorer, men ikke i sine AC-induksjonsmotorer.
Til å begynne med brukte Tesla AC-induksjonsmotorer i sine kjøretøy, som ikke krevde sjeldne jordarter.Faktisk er det her navnet på selskapet kom fra - Nikola Tesla var oppfinneren av AC-induksjonsmotoren.Men da Model 3 kom ut, introduserte selskapet en ny permanentmagnetmotor og begynte til slutt å bruke dem i andre kjøretøy.
Tesla sa i dag at de har vært i stand til å redusere mengden sjeldne jordarter brukt i disse nye Model 3-drivlinjene med 25 % mellom 2017 og 2022 takket være forbedret drivverkeffektivitet.
Men nå ser det ut til at Tesla prøver å få det beste fra begge verdener: en permanentmagnetmotor, men ingen sjeldne jordarter.
Hovedalternativet til NdFeB for permanente magneter er enkel ferritt (jernoksid, vanligvis med tilsetning av barium eller strontium).Du kan alltid gjøre permanente magneter sterkere bare ved å bruke flere magneter, men plassen inne i motorrotoren er begrenset og NdFeBB kan gi mer magnetisering med mindre materiale.Andre permanentmagnetmaterialer på markedet inkluderer AlNiCo (AlNiCo), som fungerer godt ved høye temperaturer, men mister magnetisering lett, og Samarium Cobalt, en annen sjelden jordartsmagnet som ligner på NdFeB, men bedre ved høye temperaturer.Det forskes for tiden på en rekke alternative materialer, hovedsakelig rettet mot å bygge bro mellom ferriter og sjeldne jordarter, men dette er fortsatt i laboratoriet og ennå ikke i produksjon.
Jeg mistenker at Tesla fant en måte å bruke en rotor med ferrittmagnet på.Hvis de reduserte REE-innholdet, betydde det at de reduserte antallet permanente magneter i rotoren.Jeg vedder på at de bestemte seg for å få mindre enn vanlig fluks fra et stort stykke ferritt i stedet for et lite stykke NdFeB.Jeg kan ta feil, de kan ha brukt et alternativt materiale i eksperimentell skala.Men det virker usannsynlig for meg – Tesla sikter på masseproduksjon, som i utgangspunktet betyr sjeldne jordarter eller ferritt.
Under investordagens presentasjon viste Tesla et lysbilde som sammenlignet gjeldende bruk av sjeldne jordarter i Model Y permanentmagnetmotor med en potensiell neste generasjons motor:
Tesla spesifiserte ikke hvilke elementer den brukte, og trodde muligens at informasjonen var en forretningshemmelighet den ikke ønsket å røpe.Men det første tallet kan være neodym, resten kan være dysprosium og terbium.
Når det gjelder fremtidige motorer – vel, vi er ikke helt sikre.Teslas grafikk antyder at neste generasjons motor vil inneholde en permanent magnet, men den magneten vil ikke bruke sjeldne jordarter.
Neodymbaserte permanentmagneter har vært standarden for slike applikasjoner i noen tid, men andre potensielle materialer har blitt utforsket i løpet av det siste tiåret for å erstatte det.Selv om Tesla ikke har spesifisert hvilken den planlegger å bruke, ser det ut som den er nær ved å ta en beslutning – eller i det minste ser en mulighet til å finne en bedre løsning i nær fremtid.
Jameson har kjørt elektriske kjøretøy siden 2009 og har skrevet om elektriske kjøretøy og ren energi for electrok.co siden 2016.
Innleggstid: Mar-08-2023