Tesla anunció hoy en su día del inversor que la compañía construirá un motor de vehículo eléctrico de imán permanente libre de tierras raras.
Las tierras raras son la manzana de la discordia en la cadena de suministro de vehículos eléctricos porque los suministros son difíciles de asegurar y gran parte de la producción mundial se fabrica o procesa en China.
Esto es importante por varias razones, una de las cuales es el impulso actual de la administración Biden para producir materiales para componentes de vehículos eléctricos domésticos.
Sin embargo, existen muchos conceptos erróneos sobre qué son los REE y cuánto se utilizan en los vehículos eléctricos.De hecho, las baterías de iones de litio generalmente no contienen tierras raras (aunque sí contienen otros "minerales críticos" según lo define la Ley de Reducción de la Inflación).
En la tabla periódica, las "tierras raras" son los elementos resaltados en rojo en el diagrama a continuación: los lantánidos, así como el escandio y el itrio.De hecho, tampoco son particularmente raros, con neodimio en aproximadamente dos tercios del contenido de cobre.
Los elementos de tierras raras en los vehículos eléctricos se utilizan en los motores de los vehículos eléctricos, no en las baterías.El más utilizado es el neodimio, un potente imán utilizado en altavoces, discos duros y motores eléctricos.El disprosio y el terbio son aditivos comúnmente utilizados para los imanes de neodimio.
Además, no todos los tipos de motores de vehículos eléctricos usan REE: Tesla los usa en sus motores de CC de imanes permanentes, pero no en sus motores de inducción de CA.
Inicialmente, Tesla usó motores de inducción de CA en sus vehículos, que no requerían tierras raras.En realidad, de ahí proviene el nombre de la empresa: Nikola Tesla fue el inventor del motor de inducción de CA.Pero luego, cuando salió el Modelo 3, la compañía introdujo un nuevo motor de imanes permanentes y eventualmente comenzó a usarlos en otros vehículos.
Tesla dijo hoy que ha podido reducir la cantidad de tierras raras utilizadas en estos nuevos sistemas de propulsión Model 3 en un 25 % entre 2017 y 2022 gracias a la mejora de la eficiencia del sistema de propulsión.
Pero ahora parece que Tesla está tratando de obtener lo mejor de ambos mundos: un motor de imanes permanentes pero sin tierras raras.
La principal alternativa al NdFeB para imanes permanentes es la ferrita simple (óxido de hierro, generalmente con adiciones de bario o estroncio).Siempre puede fortalecer los imanes permanentes simplemente usando más imanes, pero el espacio dentro del rotor del motor es limitado y NdFeBB puede proporcionar más magnetización con menos material.Otros materiales de imanes permanentes en el mercado incluyen AlNiCo (AlNiCo), que funciona bien a altas temperaturas pero pierde la magnetización con facilidad, y Samarium Cobalt, otro imán de tierras raras similar al NdFeB pero mejor a altas temperaturas.Actualmente se están investigando varios materiales alternativos, principalmente destinados a cerrar la brecha entre las ferritas y las tierras raras, pero esto todavía está en el laboratorio y aún no está en producción.
Sospecho que Tesla encontró una manera de usar un rotor con un imán de ferrita.Si redujeron el contenido de REE, eso significaba que estaban reduciendo la cantidad de imanes permanentes en el rotor.Apuesto a que decidieron obtener menos flujo del habitual de una gran pieza de ferrita en lugar de una pequeña pieza de NdFeB.Puedo estar equivocado, es posible que hayan utilizado un material alternativo a escala experimental.Pero eso me parece poco probable: Tesla apunta a la producción en masa, lo que básicamente significa tierras raras o ferritas.
Durante la presentación del día del inversionista, Tesla mostró una diapositiva que compara el uso actual de tierras raras en el motor de imán permanente Model Y con un motor potencial de próxima generación:
Tesla no especificó qué elementos usó, posiblemente creyendo que la información era un secreto comercial que no quería divulgar.Pero el primer número puede ser neodimio, el resto puede ser disprosio y terbio.
En cuanto a los motores futuros, bueno, no estamos muy seguros.Los gráficos de Tesla sugieren que el motor de próxima generación contendrá un imán permanente, pero ese imán no utilizará tierras raras.
Los imanes permanentes a base de neodimio han sido el estándar para tales aplicaciones durante algún tiempo, pero durante la última década se han explorado otros materiales potenciales para reemplazarlos.Si bien Tesla no ha especificado cuál planea usar, parece que está cerca de tomar una decisión, o al menos ve la oportunidad de encontrar una mejor solución en el futuro cercano.
Jameson conduce vehículos eléctricos desde 2009 y escribe sobre vehículos eléctricos y energía limpia para electrok.co desde 2016.
Hora de publicación: 08-mar-2023