Жеткізу тізбегі мен қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне байланысты Tesla-ның қуат беру бөлімі қозғалтқыштардан сирек жер магниттерін жою үшін көп жұмыс істеп жатыр және балама шешімдерді іздейді.
Tesla әлі мүлдем жаңа магниттік материалды ойлап тапқан жоқ, сондықтан ол арзан және оңай өндірілетін ферритті пайдалана отырып, бар технологияны пайдалана алады.
Феррит магниттерін мұқият орналастыру және қозғалтқыш дизайнының басқа аспектілерін реттеу арқылы көптеген өнімділік көрсеткіштерісирек жержетек қозғалтқыштарын қайталауға болады. Бұл жағдайда қозғалтқыштың салмағы шамамен 30% -ға ғана артады, бұл автомобильдің жалпы салмағымен салыстырғанда шамалы айырмашылық болуы мүмкін.
4. Жаңа магниттік материалдар мынадай үш негізгі сипаттамаға ие болуы керек: 1) олардың магнетизмі болуы керек; 2) Басқа магнит өрістері болған кезде магнетизмді сақтауды жалғастыру; 3) Жоғары температураға төтеп бере алады.
Tencent Technology News хабарлауынша, электромобиль өндірушісі Tesla сирек жер элементтері бұдан былай оның автомобиль қозғалтқыштарында пайдаланылмайтынын мәлімдеді, бұл Tesla инженерлері балама шешімдерді табуда шығармашылық қабілеттерін толығымен ашуға мәжбүр болады.
Өткен айда Илон Маск Tesla Investor Day шарасында «Бас жоспардың үшінші бөлігін» шығарды. Солардың ішінде физика саласында сенсация тудырған шағын деталь бар. Колин Кэмпбелл, Tesla-ның қуат беру бөлімінің аға менеджері, оның командасы жеткізу тізбегіндегі мәселелерге және сирек жер магниттерін өндірудің айтарлықтай теріс әсеріне байланысты қозғалтқыштардан сирек жер магниттерін алып тастайтынын хабарлады.
Осы мақсатқа жету үшін Кэмпбелл сирек жер 1, сирек жер 2 және сирек жер 3 деп ақылды түрде таңбаланған үш жұмбақ материалды қамтитын екі слайдты ұсынды. Бірінші слайд Тесланың қазіргі жағдайын көрсетеді, мұнда компания әрбір көлікте сирек кездесетін жерлердің көлемін көрсетеді. жарты килограммнан 10 граммға дейін ауытқиды. Екінші слайдта барлық сирек жер элементтерін пайдалану нөлге дейін төмендеді.
Белгілі бір материалдардағы электронды қозғалыс нәтижесінде пайда болатын сиқырлы қуатты зерттейтін магнитологтар үшін сирек жер 1 сәйкестігі оңай танылады, ол неодим. Темір және бор сияқты жалпы элементтерге қосылса, бұл металл күшті, әрқашан магнит өрісін жасауға көмектеседі. Бірақ мұндай сапаға ие материалдар аз, тіпті сирек жер элементтері салмағы 2000 килограмнан асатын Tesla көліктерін, сондай-ақ өнеркәсіптік роботтардан бастап жойғыш ұшақтарға дейін басқа да көптеген заттарды жылжыта алатын магнит өрістерін тудырады. Тесла қозғалтқыштан неодимді және басқа да сирек жер элементтерін алып тастауды жоспарласа, оның орнына қай магнитті қолданады?
Физиктер үшін бір нәрсе анық: Тесла магниттік материалдың мүлдем жаңа түрін ойлап тапқан жоқ. Энди Блэкберн, NIron Magnets-тің стратегия бойынша атқарушы вице-президенті: «100 жылдан астам уақытта бізде жаңа бизнес магниттерін алудың бірнеше мүмкіндігі болуы мүмкін», - деді. NIron Magnets – келесі мүмкіндікті пайдалануға тырысатын санаулы стартаптардың бірі.
Блэкберн және басқалар Тесла әлдеқайда қуатты магнитпен айналысуды шешкен болуы мүмкін деп санайды. Көптеген мүмкіндіктердің ішінде ең айқын үміткер - феррит: темір мен оттегіден тұратын, стронций сияқты аздаған металмен араласқан керамика. Ол арзан әрі оңай өндіріледі, 1950 жылдардан бастап бүкіл әлемде тоңазытқыш есіктері осылай шығарылады.
Бірақ көлем бойынша ферриттің магнетизмі неодим магниттерінің оннан бір бөлігін ғана құрайды, бұл жаңа сұрақтар тудырады. Tesla бас директоры Илон Маск әрқашан ымырасыздығымен танымал болды, бірақ егер Tesla ферритке ауысатын болса, кейбір жеңілдіктер жасалуы керек сияқты.
Батареялар электрлік көліктердің күші екеніне сену оңай, бірақ шын мәнінде, электр көліктерін басқаратын электромагниттік қозғалыс. Tesla компаниясының да, «Tesla» магниттік қондырғысының да бір адамның атымен аталғаны кездейсоқ емес. Электрондар қозғалтқыштағы катушкалар арқылы ағып жатқанда, олар қарама-қарсы магниттік күшті қозғайтын электромагниттік өрісті тудырады, бұл қозғалтқыш білігінің дөңгелектермен бірге айналуына әкеледі.
Tesla автомобильдерінің артқы доңғалақтары үшін бұл күштер атомдардың айналасындағы электрондардың ақылды айналуының арқасында тұрақты магниттері бар қозғалтқыштармен, тұрақты магнит өрісі бар және ток кірісі жоқ оғаш материалмен қамтамасыз етіледі. Тесла бұл магниттерді автомобильдерге шамамен бес жыл бұрын ғана қосуды бастады, ол батареяны жаңартпай диапазонды кеңейту және моментті арттыру үшін. Бұған дейін компания электр энергиясын тұтыну арқылы магнетизм тудыратын электромагниттердің айналасында жасалған асинхронды қозғалтқыштарды пайдаланды. Алдыңғы қозғалтқыштармен жабдықталған модельдер әлі де осы режимді пайдаланады.
Тесланың сирек кездесетін жерлер мен магниттерден бас тартуы біртүрлі болып көрінеді. Автокөлік компаниялары көбінесе тиімділікке әуес болады, әсіресе электр көліктері жағдайында, олар әлі де жүргізушілерді қашықтығынан қорқуды жеңуге көндіруге тырысады. Бірақ автомобиль өндірушілері электр көліктерінің өндіріс ауқымын кеңейте бастағанда, бұрын тым тиімсіз деп саналатын көптеген жобалар қайта қалпына келтірілуде.
Бұл автомобиль өндірушілерін, соның ішінде Tesla-ны литий темір фосфатты (LFP) аккумуляторларды қолданатын көліктер шығаруға итермеледі. Кобальт және никель сияқты элементтері бар батареялармен салыстырғанда, бұл модельдер жиі қысқарақ диапазонға ие. Бұл салмағы үлкенірек және сақтау сыйымдылығы төмен ескі технология. Қазіргі уақытта төмен жылдамдықты қуатпен жұмыс істейтін Модель 3 272 мильді (шамамен 438 шақырым) жүріп өтеді, ал жетілдірілген батареялармен жабдықталған қашықтағы Model S 400 мильге (640 шақырым) жетуі мүмкін. Дегенмен, литий темір фосфатты аккумуляторды пайдалану неғұрлым ақылға қонымды бизнес таңдауы болуы мүмкін, себебі ол қымбатырақ және тіпті саяси қауіпті материалдарды пайдаланудан аулақ болады.
Дегенмен, Tesla басқа өзгерістерсіз магниттерді феррит сияқты нашаррақ нәрсемен алмастыруы екіталай. Уппсала университетінің физигі Алена Вишна: «Сіз көлігіңізде үлкен магнитті алып жүресіз. Бақытымызға орай, электр қозғалтқыштары - әлсіз магниттерді пайдаланудың әсерін азайту үшін теориялық түрде қайта реттеуге болатын көптеген басқа компоненттері бар өте күрделі машиналар.
Компьютерлік үлгілерде материалдық компания Proterial жақында сирек жер жетек қозғалтқыштарының көптеген өнімділік көрсеткіштерін феррит магниттерін мұқият орналастыру және қозғалтқыш дизайнының басқа аспектілерін реттеу арқылы көшіруге болатынын анықтады. Бұл жағдайда қозғалтқыштың салмағы шамамен 30% -ға ғана артады, бұл автомобильдің жалпы салмағымен салыстырғанда шамалы айырмашылық болуы мүмкін.
Осы бас ауруларына қарамастан, автокөлік компанияларында сирек жер элементтерінен бас тартуға әлі де көптеген себептер бар, егер олар мұны істей алса. Бүкіл сирек жер нарығының құны Америка Құрама Штаттарындағы жұмыртқа нарығына ұқсас және теориялық тұрғыдан сирек жер элементтерін бүкіл әлем бойынша өндіруге, өңдеуге және магнитке айналдыруға болады, бірақ шын мәнінде бұл процестер көптеген қиындықтарды тудырады.
Минералды талдаушы және сирек жерді бақылау блогері Томас Крумер: «Бұл 10 миллиард долларды құрайтын сала, бірақ жыл сайын жасалған өнімдердің құны 2 триллион доллардан 3 триллион долларға дейін ауытқиды, бұл үлкен тұтқа. Бұл көліктерге де қатысты. Олардың құрамында осы заттың бірнеше килограмы ғана болса да, оларды алып тастау, сіз бүкіл қозғалтқышты қайта құруға дайын болмасаңыз, көліктер енді жұмыс істей алмайтынын білдіреді.
Америка Құрама Штаттары мен Еуропа бұл жеткізу тізбегін әртараптандыруға тырысуда. 21 ғасырдың басында жабылған Калифорниядағы сирек жер кеніштері жақында қайта ашылды және қазіргі уақытта әлемдегі сирек жер ресурстарының 15% қамтамасыз етеді. Америка Құрама Штаттарында мемлекеттік органдар (әсіресе Қорғаныс министрлігі) ұшақтар мен спутниктер сияқты жабдықты қуатты магниттермен қамтамасыз етуі керек және олар ел ішінде және Жапония мен Еуропа сияқты аймақтардағы жеткізу тізбегіне инвестиция салуға ынталы. Бірақ құнын, талап етілетін технологияны және қоршаған ортаны қорғау мәселелерін ескере отырып, бұл бірнеше жылдарға, тіпті ондаған жылдарға созылуы мүмкін баяу процесс.
Хабарлама уақыты: 2023 жылдың 11 мамыры