Devido a questões da cadeia de suprimentos e ambientais, o departamento de trem de força da Tesla está trabalhando duro para remover ímãs de terras raras dos motores e está procurando soluções alternativas.
A Tesla ainda não inventou um material de ímã completamente novo, por isso pode se contentar com a tecnologia existente, provavelmente usando ferrita barata e facilmente fabricada.
Posicionando cuidadosamente ímãs de ferrite e ajustando outros aspectos do design do motor, muitos indicadores de desempenho deTerra raraOs motores de unidade podem ser replicados. Nesse caso, o peso do motor aumenta apenas cerca de 30%, o que pode ser uma pequena diferença em comparação com o peso geral do carro.
4. Novos materiais de ímã precisam ter as três características básicas a seguir: 1) precisam ter magnetismo; 2) continue a manter o magnetismo na presença de outros campos magnéticos; 3) Pode suportar altas temperaturas.
De acordo com a Tencent Technology News, o fabricante de veículos elétricos Tesla afirmou que os elementos de terras raras não serão mais usadas em seus motores de carro, o que significa que os engenheiros da Tesla terão que liberar totalmente sua criatividade para encontrar soluções alternativas.
No mês passado, Elon Musk lançou o "terceiro parte do plano diretor" no evento do Tesla Investor Day. Entre eles, há um pequeno detalhe que causou uma sensação no campo da física. Colin Campbell, um executivo sênior do Departamento de Tata do Power -Trein da Tesla, anunciou que sua equipe está removendo ímãs de terras raras dos motores devido a problemas da cadeia de suprimentos e ao impacto negativo significativo da produção de ímãs de terras raras.
Para atingir esse objetivo, Campbell apresentou dois slides envolvendo três materiais misteriosos rotulados de maneira inteligente como Terra Rara 1, Terra Rara 2 e Terra Rara 3. O primeiro slide representa a situação atual de Tesla, onde a quantidade de terras raras usadas pela empresa em cada veículo varia de meio quilograma a 10 grama. No segundo slide, o uso de todos os elementos de terras raras foi reduzido a zero.
Para magnetologistas que estudam o poder mágico gerado pelo movimento eletrônico em certos materiais, a identidade da Terra Rara 1 é facilmente reconhecível, que é o neodímio. Quando adicionado a elementos comuns, como ferro e boro, esse metal pode ajudar a criar um campo forte e sempre em campo magnético. Mas poucos materiais têm essa qualidade e ainda menos elementos de terras raras geram campos magnéticos que podem mover carros da Tesla pesando mais de 2000 kg, além de muitas outras coisas, desde robôs industriais a caças. Se a Tesla planeja remover o neodímio e outros elementos de terras raras do motor, qual ímã ele usará?
Para os físicos, uma coisa é certa: Tesla não inventou um tipo completamente novo de material magnético. Andy Blackburn, vice -presidente executivo de estratégia da Niron Magnets, disse: "Em mais de 100 anos, podemos ter apenas algumas oportunidades de adquirir novos ímãs de negócios". Niron Magnets é uma das poucas startups que tentam aproveitar a próxima oportunidade.
Blackburn e outros acreditam que é mais provável que Tesla tenha decidido se contentar com um ímã muito menos poderoso. Entre muitas possibilidades, o candidato mais óbvio é a ferrita: uma cerâmica composta de ferro e oxigênio, misturada com uma pequena quantidade de metal como o estrôncio. É barato e fácil de fabricar e, desde a década de 1950, as portas da geladeira em todo o mundo foram fabricadas dessa maneira.
Mas em termos de volume, o magnetismo da ferrita é apenas um décimo o dos ímãs de neodímio, que levanta novas questões. O CEO da Tesla, Elon Musk, sempre foi conhecido por ser intransigente, mas se Tesla mudar para a ferrita, parece que algumas concessões devem ser feitas.
É fácil acreditar que as baterias são a potência dos veículos elétricos, mas, na realidade, é a condução eletromagnética que impulsiona veículos elétricos. Não é por acaso que tanto a Tesla Company quanto a unidade magnética “Tesla” recebem o nome da mesma pessoa. Quando os elétrons fluem através das bobinas em um motor, elas geram um campo eletromagnético que aciona a força magnética oposta, fazendo com que o eixo do motor gire com as rodas.
Para as rodas traseiras dos carros da Tesla, essas forças são fornecidas por motores com ímãs permanentes, um material estranho com um campo magnético estável e nenhuma entrada de corrente, graças ao giro inteligente de elétrons em torno dos átomos. A Tesla só começou a adicionar esses ímãs aos carros há cerca de cinco anos, a fim de estender o alcance e aumentar o torque sem atualizar a bateria. Antes disso, a empresa usava motores de indução fabricados em torno de eletroímãs, que geram magnetismo consumindo eletricidade. Esses modelos equipados com motores dianteiros ainda estão usando esse modo.
A decisão de Tesla para abandonar terras e ímãs raros parece um pouco estranho. As empresas de automóveis geralmente são obcecadas com a eficiência, especialmente no caso de veículos elétricos, onde ainda estão tentando convencer os motoristas a superar seu medo de alcance. Mas, à medida que os fabricantes de automóveis começam a expandir a escala de produção de veículos elétricos, muitos projetos que foram considerados também ineficientes também estão recapeing.
Isso levou os fabricantes de automóveis, incluindo a Tesla, a produzir mais carros usando baterias de fosfato de ferro (LFP). Comparados às baterias que contêm elementos como cobalto e níquel, esses modelos geralmente têm uma faixa mais curta. Esta é uma tecnologia mais antiga com maior peso e menor capacidade de armazenamento. Atualmente, o Modelo 3 alimentado por energia de baixa velocidade possui um alcance de 272 milhas (aproximadamente 438 quilômetros), enquanto o Remote Model S equipado com baterias mais avançadas pode atingir 640 quilômetros. No entanto, o uso da bateria de fosfato de ferro de lítio pode ser uma escolha de negócios mais sensata, pois evita o uso de materiais mais caros e até politicamente arriscados.
No entanto, é improvável que a Tesla apenas substitua os ímãs por algo pior, como a ferrita, sem fazer outras alterações. O físico da Universidade de Uppsala, Alaina Vishna, disse: “Você carregará um imã enorme no seu carro. Felizmente, os motores elétricos são máquinas bastante complexas, com muitos outros componentes que teoricamente podem ser reorganizados para reduzir o impacto do uso de ímãs mais fracos.
Nos modelos de computadores, a Material Company Proterial determinou recentemente que muitos indicadores de desempenho de motores de acionamento de terras raras podem ser replicadas posicionando cuidadosamente os ímãs de ferrite e ajustando outros aspectos do design do motor. Nesse caso, o peso do motor aumenta apenas cerca de 30%, o que pode ser uma pequena diferença em comparação com o peso geral do carro.
Apesar dessas dores de cabeça, as empresas de automóveis ainda têm muitas razões para abandonar elementos de terras raras, desde que possam fazê -lo. O valor de todo o mercado de terras raras é semelhante ao do mercado de ovos nos Estados Unidos e, teoricamente, os elementos de terras raras podem ser extraídas, processadas e convertidas em ímãs em todo o mundo, mas, na realidade, esses processos apresentam muitos desafios.
O analista mineral e o popular blogueiro de observação de terras raras Thomas Krumer disse: “Esta é uma indústria de US $ 10 bilhões, mas o valor dos produtos criados a cada ano varia de US $ 2 trilhões a US $ 3 trilhões, o que é uma grande alavanca. O mesmo vale para carros. Mesmo que eles contenham apenas alguns quilos dessa substância, removê -los significa que os carros não podem mais correr, a menos que você esteja disposto a redesenhar o motor inteiro
Os Estados Unidos e a Europa estão tentando diversificar essa cadeia de suprimentos. As minas de terras raras da Califórnia, que foram fechadas no início do século XXI, reabriram recentemente e atualmente fornecem 15% dos recursos raros do mundo. Nos Estados Unidos, as agências governamentais (especialmente o Departamento de Defesa) precisam fornecer ímãs poderosos para equipamentos como aviões e satélites, e estão entusiasmados em investir em cadeias de suprimentos no mercado interno e em regiões como o Japão e a Europa. Mas, considerando o custo, a tecnologia necessária e as questões ambientais, esse é um processo lento que pode durar vários anos ou até décadas.
Hora de postagem: maio-11-2023