เทสลามอเตอร์อาจพิจารณาแทนที่แม่เหล็กโลกหายากด้วยเฟอร์ไรต์ประสิทธิภาพต่ำ

เนื่องจากห่วงโซ่อุปทานและปัญหาสิ่งแวดล้อมแผนกระบบส่งกำลังของเทสลากำลังทำงานอย่างหนักเพื่อกำจัดแม่เหล็กโลกหายากออกจากมอเตอร์และกำลังมองหาทางเลือกอื่น

เทสลายังไม่ได้คิดค้นวัสดุแม่เหล็กใหม่อย่างสมบูรณ์ดังนั้นจึงอาจทำกับเทคโนโลยีที่มีอยู่ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เฟอร์ไรต์ราคาถูกและผลิตได้ง่าย

โดยการวางตำแหน่งแม่เหล็กเฟอร์ไรต์อย่างระมัดระวังและปรับด้านอื่น ๆ ของการออกแบบมอเตอร์ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพจำนวนมากของโลกหายากมอเตอร์ไดรฟ์สามารถทำซ้ำได้ ในกรณีนี้น้ำหนักของมอเตอร์เพิ่มขึ้นประมาณ 30%ซึ่งอาจแตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับน้ำหนักโดยรวมของรถยนต์

4. วัสดุแม่เหล็กใหม่จำเป็นต้องมีสามลักษณะพื้นฐานดังต่อไปนี้: 1) พวกเขาจำเป็นต้องมีแม่เหล็ก 2) ดำเนินการต่อเพื่อรักษาแม่เหล็กต่อหน้าสนามแม่เหล็กอื่น ๆ 3) สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้

ตามข่าวของ Tencent Technology ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า Tesla ได้ระบุว่าองค์ประกอบของหายาก Earth จะไม่ถูกนำมาใช้ในมอเตอร์รถยนต์อีกต่อไปซึ่งหมายความว่าวิศวกรของ Tesla จะต้องปลดปล่อยความคิดสร้างสรรค์ของพวกเขาอย่างเต็มที่ในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาทางเลือก

เมื่อเดือนที่แล้ว Elon Musk เปิดตัว“ ส่วนที่สามของแผนแม่บท” ในงาน Tesla Investor Day ในหมู่พวกเขามีรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ทำให้เกิดความรู้สึกในสาขาฟิสิกส์ Colin Campbell ผู้บริหารระดับสูงในแผนกระบบส่งกำลังของเทสลาประกาศว่าทีมของเขากำลังลบแม่เหล็กโลกหายากออกจากมอเตอร์เนื่องจากปัญหาห่วงโซ่อุปทานและผลกระทบเชิงลบอย่างมีนัยสำคัญของการผลิตแม่เหล็กโลกหายาก

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้แคมป์เบลล์นำเสนอสไลด์สองภาพที่เกี่ยวข้องกับวัสดุลึกลับสามชนิดที่มีป้ายกำกับอย่างชาญฉลาดว่าเป็นดินหายาก 1, หายาก Earth 2 และหายาก Earth 3 สไลด์แรกแสดงถึงสถานการณ์ปัจจุบันของ Tesla ซึ่งปริมาณของโลกหายากที่ บริษัท ใช้ในแต่ละยานพาหนะมีระยะทางครึ่งกิโลกรัมถึง 10 กรัม ในสไลด์ที่สองการใช้องค์ประกอบของโลกหายากทั้งหมดได้ลดลงเป็นศูนย์

สำหรับนักแม่เหล็กที่ศึกษาพลังงานวิเศษที่เกิดจากการเคลื่อนที่ทางอิเล็กทรอนิกส์ในวัสดุบางอย่างเอกลักษณ์ของ Rare Earth 1 นั้นเป็นที่จดจำได้ง่ายซึ่งเป็น Neodymium เมื่อเพิ่มเข้ากับองค์ประกอบทั่วไปเช่นเหล็กและโบรอนโลหะนี้สามารถช่วยสร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเสมอ แต่วัสดุเพียงไม่กี่ชิ้นที่มีคุณภาพนี้และแม้กระทั่งองค์ประกอบของโลกหายากที่น้อยกว่าก็สร้างสนามแม่เหล็กที่สามารถเคลื่อนย้ายรถยนต์เทสลาที่มีน้ำหนักมากกว่า 2,000 กิโลกรัมรวมถึงสิ่งอื่น ๆ จากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมไปจนถึงเครื่องบินขับไล่ไอพ่น ถ้าเทสลาวางแผนที่จะลบนีโอไดเมียมและองค์ประกอบของหายากอื่น ๆ ออกจากมอเตอร์มันจะใช้แม่เหล็กใดแทน

สำหรับนักฟิสิกส์สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือเทสลาไม่ได้ประดิษฐ์วัสดุแม่เหล็กชนิดใหม่อย่างสมบูรณ์ Andy Blackburn รองประธานบริหารของกลยุทธ์ที่ Niron Magnets กล่าวว่า“ ในรอบกว่า 100 ปีเราอาจมีโอกาสเพียงเล็กน้อยที่จะได้รับแม่เหล็กธุรกิจใหม่” Niron Magnets เป็นหนึ่งในไม่กี่ startups ที่พยายามคว้าโอกาสต่อไป

แบล็กเบิร์นและคนอื่น ๆ เชื่อว่ามีแนวโน้มว่าเทสลาตัดสินใจทำแม่เหล็กที่ทรงพลังน้อยกว่ามาก ในบรรดาความเป็นไปได้มากมายผู้สมัครที่เห็นได้ชัดที่สุดคือเฟอร์ไรต์: เซรามิกที่ประกอบด้วยเหล็กและออกซิเจนผสมกับโลหะจำนวนเล็กน้อยเช่นสตรอนเทียม มันเป็นทั้งราคาถูกและง่ายต่อการผลิตและตั้งแต่ปี 1950 ประตูตู้เย็นทั่วโลกได้รับการผลิตในลักษณะนี้

แต่ในแง่ของปริมาณแม่เหล็กของเฟอร์ไรต์เป็นเพียงหนึ่งในสิบของแม่เหล็กนีโอไดเมียมซึ่งทำให้เกิดคำถามใหม่ Elon Musk ซีอีโอของเทสลาเป็นที่รู้จักกันดีว่าไม่ยอมแพ้ แต่ถ้าเทสลาเปลี่ยนเป็นเฟอร์ไรต์ดูเหมือนว่าจะต้องมีการสัมปทานบางอย่าง

เป็นเรื่องง่ายที่จะเชื่อว่าแบตเตอรี่เป็นพลังของยานพาหนะไฟฟ้า แต่ในความเป็นจริงมันคือการขับขี่แม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนยานพาหนะไฟฟ้า มันไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่ทั้ง บริษัท เทสลาและหน่วยแม่เหล็ก“ เทสลา” ได้รับการตั้งชื่อตามบุคคลเดียวกัน เมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านขดลวดในมอเตอร์พวกมันจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนแรงแม่เหล็กตรงข้ามทำให้เพลาของมอเตอร์หมุนด้วยล้อ

สำหรับล้อหลังของรถยนต์เทสลากองกำลังเหล่านี้จัดทำโดยมอเตอร์ด้วยแม่เหล็กถาวรวัสดุแปลก ๆ ที่มีสนามแม่เหล็กที่เสถียรและไม่มีอินพุตปัจจุบันต้องขอบคุณการหมุนของอิเล็กตรอนรอบ ๆ อะตอม เทสลาเริ่มเพิ่มแม่เหล็กเหล่านี้ลงในรถยนต์เมื่อประมาณห้าปีที่แล้วเพื่อขยายขอบเขตและเพิ่มแรงบิดโดยไม่ต้องอัพเกรดแบตเตอรี่ ก่อนหน้านี้ บริษัท ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำที่ผลิตขึ้นรอบแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสร้างแม่เหล็กโดยการใช้ไฟฟ้า รุ่นเหล่านั้นที่มีมอเตอร์ด้านหน้ายังคงใช้โหมดนี้

การย้ายของเทสลาเพื่อละทิ้งโลกหายากและแม่เหล็กดูเหมือนจะแปลกเล็กน้อย บริษัท รถยนต์มักจะหมกมุ่นอยู่กับประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของยานพาหนะไฟฟ้าซึ่งพวกเขายังคงพยายามโน้มน้าวให้ผู้ขับขี่เอาชนะความกลัวในระยะ แต่เมื่อผู้ผลิตรถยนต์เริ่มขยายระดับการผลิตของยานพาหนะไฟฟ้าหลายโครงการที่ก่อนหน้านี้ถือว่าไม่มีประสิทธิภาพเกินไปจะกลับคืนมาอีกครั้ง

สิ่งนี้ทำให้ผู้ผลิตรถยนต์รวมถึงเทสลาผลิตรถยนต์มากขึ้นโดยใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ที่มีองค์ประกอบเช่นโคบอลต์และนิกเกิลรุ่นเหล่านี้มักจะมีช่วงที่สั้นกว่า นี่คือเทคโนโลยีเก่าที่มีน้ำหนักมากขึ้นและความสามารถในการจัดเก็บที่ลดลง ในปัจจุบันรุ่น 3 ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานความเร็วต่ำมีระยะทาง 272 ไมล์ (ประมาณ 438 กิโลเมตร) ในขณะที่รุ่นระยะไกลที่ติดตั้งแบตเตอรี่ขั้นสูงสามารถเข้าถึง 400 ไมล์ (640 กิโลเมตร) อย่างไรก็ตามการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตอาจเป็นตัวเลือกทางธุรกิจที่สมเหตุสมผลมากขึ้นเนื่องจากหลีกเลี่ยงการใช้วัสดุที่มีราคาแพงและมีความเสี่ยงทางการเมืองมากขึ้น

อย่างไรก็ตามเทสลาไม่น่าจะแทนที่แม่เหล็กด้วยสิ่งที่แย่กว่าเช่นเฟอร์ไรต์โดยไม่ต้องทำการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ นักฟิสิกส์มหาวิทยาลัย Uppsala Alaina Vishna กล่าวว่า“ คุณจะพกแม่เหล็กขนาดใหญ่ในรถของคุณ โชคดีที่มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องจักรที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งมีส่วนประกอบอื่น ๆ อีกมากมายที่สามารถจัดเรียงใหม่ในทางทฤษฎีเพื่อลดผลกระทบของการใช้แม่เหล็กที่อ่อนแอลง

ในรุ่นคอมพิวเตอร์ บริษัท วัสดุ Proterial ได้กำหนดเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพจำนวนมากของมอเตอร์ไดรฟ์ Earth Rare สามารถทำซ้ำได้โดยการวางตำแหน่งแม่เหล็กเฟอร์ไรต์อย่างระมัดระวังและปรับด้านอื่น ๆ ของการออกแบบมอเตอร์ ในกรณีนี้น้ำหนักของมอเตอร์เพิ่มขึ้นประมาณ 30%ซึ่งอาจแตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับน้ำหนักโดยรวมของรถยนต์

แม้จะมีอาการปวดหัวเหล่านี้ บริษัท รถยนต์ยังมีเหตุผลหลายประการที่จะละทิ้งองค์ประกอบของหายากของโลกหากพวกเขาสามารถทำได้ มูลค่าของตลาดโลกหายากทั้งหมดนั้นคล้ายคลึงกับตลาดไข่ในสหรัฐอเมริกาและในทางทฤษฎีองค์ประกอบของโลกหายากสามารถขุดประมวลผลและแปลงเป็นแม่เหล็กทั่วโลก แต่ในความเป็นจริงกระบวนการเหล่านี้นำเสนอความท้าทายมากมาย

นักวิเคราะห์แร่และบล็อกเกอร์หายากที่ได้รับความนิยม Thomas Krumer กล่าวว่า“ นี่เป็นอุตสาหกรรม $ 10 พันล้าน แต่มูลค่าของผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นในแต่ละปีมีราคาตั้งแต่ 2 ล้านล้านดอลลาร์ถึง 3 ล้านล้านดอลลาร์ซึ่งเป็นคันโยกขนาดใหญ่ เช่นเดียวกันกับรถยนต์ แม้ว่าพวกเขาจะมีสารนี้เพียงไม่กี่กิโลกรัมการลบออกหมายความว่ารถยนต์ไม่สามารถทำงานได้อีกต่อไปเว้นแต่คุณจะเต็มใจที่จะออกแบบเครื่องยนต์ทั้งหมด

สหรัฐอเมริกาและยุโรปกำลังพยายามกระจายห่วงโซ่อุปทานนี้ California Rare Earth Mines ซึ่งปิดตัวลงในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 เพิ่งเปิดใหม่และปัจจุบันจัดหาทรัพยากรโลกหายากของโลก 15% ในสหรัฐอเมริกาหน่วยงานของรัฐ (โดยเฉพาะกระทรวงกลาโหม) จำเป็นต้องจัดหาแม่เหล็กที่ทรงพลังสำหรับอุปกรณ์เช่นเครื่องบินและดาวเทียมและพวกเขากระตือรือร้นที่จะลงทุนในห่วงโซ่อุปทานในประเทศและในภูมิภาคเช่นญี่ปุ่นและยุโรป แต่เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนเทคโนโลยีที่จำเป็นและปัญหาสิ่งแวดล้อมนี่เป็นกระบวนการที่ช้าซึ่งสามารถอยู่ได้นานหลายปีหรือหลายทศวรรษ