サプライチェーンと環境問題により、テスラのパワートレイン部門は、モーターから希土類磁石を除去するために一生懸命働いており、代替ソリューションを探しています。
Teslaはまだまったく新しい磁石材料を発明していないため、既存のテクノロジーで間違っている可能性があります。
フェライトマグネットを慎重に配置し、モーター設計の他の側面を調整することにより、の多くのパフォーマンスインジケーター希土類ドライブモーターを複製できます。この場合、モーターの重量は約30％しか増加しません。これは、車の全体的な重量と比較してわずかな違いになる可能性があります。
4.新しい磁石材料には、次の3つの基本的な特性が必要です。1）磁気を持つ必要があります。 2）他の磁場の存在下で磁気を維持し続けます。 3）高温に耐えることができます。
Tencent Technology Newsによると、電気自動車メーカーのTeslaは、希土類元素は自動車モーターでは使用されなくなると述べています。つまり、Teslaのエンジニアは、代替ソリューションを見つける際に創造性を完全に解き放つ必要があります。
先月、Elon MuskはTesla Investor Dayイベントで「マスタープランの第3部」をリリースしました。その中には、物理学の分野で感覚を引き起こした小さな細部があります。テスラのパワートレイン部門の上級幹部であるコリン・キャンベルは、サプライチェーンの問題と希土類磁石の生産の大きな悪影響により、彼のチームがモーターから希土類磁石を除去していると発表しました。
この目標を達成するために、キャンベルは、希土類1、レアアース2、および希土類3とラベル付けされた3つの神秘的な材料を含む2つのスライドを提示しました。最初のスライドは、各車両で会社が使用する希土類の量が半キログラムから10グラムの範囲であるテスラの現在の状況を表しています。 2番目のスライドでは、すべての希土類元素の使用がゼロに削減されました。
特定の材料で電子運動によって生成される魔法の力を研究する磁気学者にとって、希土類1のアイデンティティは容易に認識できます。これはネオジムです。鉄やホウ素などの一般的な要素に追加されると、この金属は常に磁場上に強い、常に磁場上に作られるのに役立ちます。しかし、この品質を持っている材料はほとんどなく、さらに少ない希土類元素は、2000キログラム以上の重量のテスラ車を動かすことができる磁場を生成し、工業用ロボットから戦闘機まで他の多くのものを生成します。テスラがモーターからネオジムおよびその他の希土類元素を除去する予定がある場合、代わりにどの磁石を使用しますか？
物理学者にとって、1つ確かなことがあります。テスラは、まったく新しいタイプの磁気材料を発明しませんでした。 Niron Magnetsの戦略担当副社長であるAndy Blackburnは、「100年以上にわたって、新しいビジネスマグネットを獲得する機会がわずかしかないかもしれません」と述べました。 Niron Magnetsは、次の機会をつかもうとしている数少ないスタートアップの1つです。
ブラックバーンなどは、テスラがはるかに強力な磁石で間に合わせることを決定した可能性が高いと考えています。多くの可能性の中で、最も明白な候補はフェライトです。鉄と酸素で構成されるセラミックで、ストロンチウムなどの少量の金属と混合されています。安価で簡単に製造でき、1950年代以来、世界中の冷蔵庫のドアがこのように製造されています。
しかし、体積の観点から、フェライトの磁気はネオジム磁石の10分の1に過ぎず、新しい疑問を提起します。テスラのCEO、イーロン・マスクは常に妥協のないことで知られていますが、テスラがフェライトに移行する場合、いくつかの譲歩を行わなければならないようです。
バッテリーが電気自動車の力であると信じるのは簡単ですが、実際には、電気自動車を駆動するのは電磁駆動です。テスラの会社と磁気単位「テスラ」の両方が同じ人にちなんで名付けられたことは偶然ではありません。電子がモーター内のコイルを通ると、反対の磁力を駆動する電磁界を生成し、モーターのシャフトがホイールとともに回転します。
テスラ車の後輪の場合、これらの力は、原子の周りの電子の巧妙なスピンのおかげで、永久磁石、安定した磁場を備えた奇妙な材料、電流入力を備えたモーターによって提供されます。テスラは、バッテリーをアップグレードせずに範囲を拡張してトルクを増やすために、約5年前にこれらの磁石を車に追加し始めました。これに先立ち、同社は電磁石を中心に製造された誘導モーターを使用し、電気を消費することで磁気を生成しました。フロントモーターを装備したこれらのモデルは、まだこのモードを使用しています。
希土類と磁石を放棄するテスラの動きは少し奇妙に思えます。自動車会社は、特に電気自動車の場合、効率に夢中になっていることがよくあります。そこでは、ドライバーに範囲の恐怖を克服するよう説得しようとしています。しかし、自動車メーカーが電気自動車の生産規模を拡大し始めると、以前は非効率的であると考えられていた多くのプロジェクトが再浮上しています。
これにより、テスラを含む自動車メーカーが、リチウム鉄リン酸塩（LFP）バッテリーを使用してより多くの自動車を生産するようになりました。コバルトやニッケルなどの要素を含むバッテリーと比較して、これらのモデルはしばしばより短い範囲を持っています。これは、重量が高く、ストレージ容量が低い古いテクノロジーです。現在、低速電力を搭載したモデル3には272マイル（約438キロメートル）の範囲があり、より高度なバッテリーを装備したリモートモデルSは400マイル（640キロメートル）に達することがあります。ただし、リン酸リン酸リン酸塩バッテリーの使用は、より高価で政治的に危険な材料の使用を回避するため、より賢明なビジネス選択である可能性があります。
ただし、テスラは、他の変更を加えることなく、フェライトなどの磁石を単に悪いものに置き換える可能性は低いです。ウプサラ大学の物理学者であるアライナ・ヴィシュナは、「あなたはあなたの車に巨大な磁石を運ぶでしょう。幸いなことに、電気モーターは非常に複雑な機械であり、他の多くのコンポーネントを備えたマシンは、理論的には、弱い磁石の使用の影響を減らすために再配置できます。
コンピューターモデルでは、マテリアル企業のProterialは最近、フェライトマグネットを慎重に配置し、モーター設計の他の側面を調整することにより、希土類ドライブモーターの多くの性能指標を複製できると判断しました。この場合、モーターの重量は約30％しか増加しません。これは、車の全体的な重量と比較してわずかな違いになる可能性があります。
これらの頭痛にもかかわらず、自動車会社は、そうすることができれば、希土類の要素を放棄する多くの理由がまだあります。希土類市場全体の価値は、米国の卵市場の価値と類似しており、理論的には、希土類の要素を採掘、処理、および世界中の磁石に変換することができますが、実際には、これらのプロセスは多くの課題を提示します。
鉱物アナリストであり、人気のある希土類観察ブロガーのトーマス・クルマーは次のように述べています。「これは100億ドルの産業ですが、毎年作成された製品の価値は2兆ドルから3兆ドルの範囲で、巨大なレバーです。同じことが車にも当てはまります。この物質の数キログラムしか含まれていなくても、それらを除去することは、エンジン全体を再設計する意思がない限り、車がもはや走れないことを意味します
米国とヨーロッパは、このサプライチェーンを多様化しようとしています。 21世紀初頭に閉鎖されたカリフォルニアの希土類鉱山は、最近再開され、現在世界の希土類資源の15％を供給しています。米国では、政府機関（特に国防総省）は、飛行機や衛星などの機器に強力な磁石を提供する必要があり、国内や日本やヨーロッパなどのサプライチェーンへの投資に熱心です。しかし、コスト、必要なテクノロジー、環境問題を考慮すると、これは数年または数十年にわたって続く可能性のある遅いプロセスです。
投稿時間：5月11日 - 2023年