Tesla ha annunciato oggi durante il suo investor day che la società costruirà un motore per veicoli elettrici a magneti permanenti privo di terre rare.
Le terre rare sono un pomo della discordia nella catena di fornitura dei veicoli elettrici perché le forniture sono difficili da garantire e gran parte della produzione mondiale viene prodotta o lavorata in Cina.
Questo è importante per diversi motivi, non ultimo l'attuale impulso dell'amministrazione Biden a produrre materiali per componenti di veicoli elettrici domestici.
Tuttavia, ci sono molte idee sbagliate su cosa siano i REE e quanto REE sia utilizzato nei veicoli elettrici.Infatti, le batterie agli ioni di litio generalmente non contengono terre rare (sebbene contengano altri "minerali critici" come definiti dall'Inflation Reduction Act).
Nella tavola periodica, le "terre rare" sono gli elementi evidenziati in rosso nel diagramma sottostante: i lantanidi, così come lo scandio e l'ittrio.In effetti, non sono nemmeno particolarmente rari, con il neodimio per circa due terzi del contenuto di rame.
Gli elementi delle terre rare nei veicoli elettrici sono utilizzati nei motori dei veicoli elettrici, non nelle batterie.Il più comunemente usato è il neodimio, un potente magnete utilizzato negli altoparlanti, nei dischi rigidi e nei motori elettrici.Disprosio e terbio sono additivi comunemente usati per i magneti al neodimio.
Inoltre, non tutti i tipi di motori per veicoli elettrici utilizzano REE: Tesla li utilizza nei suoi motori CC a magneti permanenti, ma non nei suoi motori a induzione CA.
Inizialmente, Tesla utilizzava motori a induzione CA nei suoi veicoli, che non richiedevano terre rare.In realtà, è da qui che deriva il nome dell'azienda: Nikola Tesla è stato l'inventore del motore a induzione CA.Ma poi, quando uscì la Model 3, la società introdusse un nuovo motore a magneti permanenti e alla fine iniziò a usarli su altri veicoli.
Tesla ha affermato oggi di essere stata in grado di ridurre del 25% la quantità di terre rare utilizzate in questi nuovi propulsori Model 3 tra il 2017 e il 2022 grazie a una migliore efficienza del propulsore.
Ma ora sembra che Tesla stia cercando di ottenere il meglio da entrambi i mondi: un motore a magneti permanenti ma niente terre rare.
La principale alternativa al NdFeB per i magneti permanenti è la semplice ferrite (ossido di ferro, solitamente con aggiunte di bario o stronzio).Puoi sempre rendere più forti i magneti permanenti semplicemente usando più magneti, ma lo spazio all'interno del rotore del motore è limitato e NdFeBB può fornire più magnetizzazione con meno materiale.Altri materiali per magneti permanenti sul mercato includono AlNiCo (AlNiCo), che si comporta bene alle alte temperature ma perde facilmente la magnetizzazione, e il samario cobalto, un altro magnete di terre rare simile al NdFeB ma migliore alle alte temperature.Sono attualmente in fase di ricerca numerosi materiali alternativi, volti principalmente a colmare il divario tra ferriti e terre rare, ma questo è ancora in laboratorio e non ancora in produzione.
Sospetto che Tesla abbia trovato un modo per usare un rotore con un magnete in ferrite.Se hanno ridotto il contenuto di REE, significava che stavano riducendo il numero di magneti permanenti nel rotore.Scommetto che hanno deciso di ottenere meno flusso del solito da un grosso pezzo di ferrite invece che da un piccolo pezzo di NdFeB.Potrei sbagliarmi, potrebbero aver utilizzato un materiale alternativo su scala sperimentale.Ma questo mi sembra improbabile: Tesla punta alla produzione di massa, che in pratica significa terre rare o ferriti.
Durante la presentazione dell'investitore, Tesla ha mostrato una diapositiva che confronta l'attuale utilizzo delle terre rare nel motore a magneti permanenti Model Y con un potenziale motore di nuova generazione:
Tesla non ha specificato quali elementi ha utilizzato, forse credendo che le informazioni fossero un segreto commerciale che non voleva divulgare.Ma il primo numero può essere neodimio, il resto può essere disprosio e terbio.
Per quanto riguarda i futuri motori, beh, non ne siamo davvero sicuri.La grafica di Tesla suggerisce che il motore di prossima generazione conterrà un magnete permanente, ma quel magnete non utilizzerà terre rare.
I magneti permanenti a base di neodimio sono da tempo lo standard per tali applicazioni, ma negli ultimi dieci anni sono stati esplorati altri potenziali materiali per sostituirli.Sebbene Tesla non abbia specificato quale intende utilizzare, sembra che sia vicina a prendere una decisione, o almeno vede un'opportunità per trovare una soluzione migliore nel prossimo futuro.
Jameson guida veicoli elettrici dal 2009 e scrive di veicoli elettrici ed energia pulita per electrok.co dal 2016.
Tempo di pubblicazione: mar-08-2023