テスラは本日、同社の投資家デーで、レアアースを使用しない永久磁石電気自動車モーターを製造すると発表しました。
レアアースは、供給を確保するのが難しく、世界の生産の多くが中国で製造または加工されているため、電気自動車のサプライ チェーンにおける論争の的になっています。
これはいくつかの理由で重要ですが、特にバイデン政権が国産の電気自動車部品用の材料を生産しようとしていることは重要です。
ただし、REE とは何か、また電気自動車での REE の使用量については多くの誤解があります。実際、リチウムイオン電池には通常、レアアースは含まれていません (ただし、インフレ抑制法で定義されている他の「重要なミネラル」は含まれています)。
周期表では、「希土類」は、下の図で赤で強調表示されている元素です。ランタニド、スカンジウム、イットリウムです。実際、銅含有量の約 3 分の 2 がネオジムであり、特に珍しいものでもありません。
電気自動車の希土類元素は、バッテリーではなく、電気自動車のモーターに使用されます。最も一般的に使用されているのは、スピーカー、ハード ドライブ、電気モーターで使用される強力な磁石であるネオジムです。ジスプロシウムとテルビウムは、ネオジム磁石に一般的に使用される添加剤です。
また、すべてのタイプの電気自動車モーターが REE を使用しているわけではありません。Tesla は永久磁石 DC モーターに REE を使用していますが、AC 誘導モーターには使用していません。
当初、テスラは車両に希土類を必要としない AC インダクション モーターを使用していました。実際、これが会社の名前の由来です。ニコラ・テスラは AC 誘導モーターの発明者でした。しかし、モデル 3 が登場すると、同社は新しい永久磁石モーターを導入し、最終的に他の車両で使用し始めました。
テスラは本日、パワートレイン効率の向上により、これらの新しいモデル 3 パワートレインで使用されるレアアースの量を 2017 年から 2022 年の間に 25% 削減できたと発表しました。
しかし今、テスラは両方の世界のベストを尽くそうとしているようだ: 永久磁石モーターだが希土類は使わない.
永久磁石の NdFeB の主な代替品は、単純なフェライト (通常、バリウムまたはストロンチウムを添加した酸化鉄) です。より多くの磁石を使用するだけで常に永久磁石をより強力にすることができますが、モーター ローター内のスペースは限られているため、NdFeBB はより少ない材料でより多くの磁化を提供できます。市場に出回っている他の永久磁石材料には、高温で優れた性能を発揮するが磁化を失いやすいアルニコ (AlNiCo) や、NdFeB に似ているが高温でより優れたもう 1 つの希土類磁石であるサマリウム コバルトがあります。主にフェライトとレアアースの間のギャップを埋めることを目的として、多くの代替材料が現在研究されていますが、これはまだ実験室にあり、まだ生産されていません.
テスラはフェライト磁石を使ったローターを使う方法を見つけたのではないかと思います。彼らが REE 含有量を減らした場合、それはローター内の永久磁石の数を減らしていたことを意味します。彼らは、NdFeB の小片ではなく、大きなフェライト片から通常より少ないフラックスを得ることに決めたに違いありません。私が間違っているかもしれません。実験規模で別の材料を使用した可能性があります。しかし、それは私にはありそうにないように思えます – テスラは基本的にレアアースまたはフェライトを意味する大量生産を目指しています.
インベスター デーのプレゼンテーションで、テスラは、モデル Y の永久磁石モーターで現在使用されている希土類元素と潜在的な次世代モーターを比較するスライドを示しました。
テスラは、どの要素を使用したかを特定しなかったが、おそらく、その情報は明らかにしたくない企業秘密であると信じていた.しかし、最初の数字はネオジムで、残りはジスプロシウムとテルビウムです。
将来のエンジンについては、よくわかりません。テスラのグラフィックスは、次世代モーターに永久磁石が含まれることを示唆していますが、その磁石は希土類を使用していません。
しばらくの間、ネオジムベースの永久磁石がそのようなアプリケーションの標準でしたが、過去 10 年間で他の潜在的な材料が探索され、それに取って代わりました。テスラはどちらを使用する予定かを特定していませんが、決定に近づいているようです – または、少なくとも近い将来により良い解決策を見つける機会があると考えています.
Jameson は 2009 年から電気自動車を運転しており、2016 年から electrok.co で電気自動車とクリーン エネルギーについて執筆しています。
投稿時間: 2023 年 3 月 8 日