A Tesla anunciou hoje em seu dia do investidor que a empresa construirá um motor de veículo elétrico de ímã permanente livre de terras raras.
As terras raras são um ponto de discórdia na cadeia de suprimentos de veículos elétricos porque os suprimentos são difíceis de garantir e grande parte da produção mundial é feita ou processada na China.
Isso é importante por vários motivos, entre os quais o impulso atual do governo Biden de produzir materiais para componentes de veículos elétricos domésticos.
No entanto, existem muitos equívocos sobre o que são REE e quanto REE é usado em veículos elétricos.Na verdade, as baterias de íons de lítio geralmente não contêm terras raras (embora contenham outros “minerais críticos”, conforme definido pela Lei de Redução da Inflação).
Na tabela periódica, as “terras raras” são os elementos destacados em vermelho no diagrama abaixo – os lantanídeos, assim como o escândio e o ítrio.Na verdade, eles também não são particularmente raros, com neodímio por cerca de dois terços do teor de cobre.
Elementos de terras raras em veículos elétricos são usados em motores de veículos elétricos, não em baterias.O mais comumente usado é o neodímio, um poderoso ímã usado em alto-falantes, discos rígidos e motores elétricos.Disprósio e térbio são aditivos comumente usados para ímãs de neodímio.
Além disso, nem todos os tipos de motores de veículos elétricos usam REEs - a Tesla os usa em seus motores CC de ímã permanente, mas não em seus motores de indução CA.
Inicialmente, a Tesla usava motores de indução CA em seus veículos, que não exigiam terras raras.Na verdade, é daí que vem o nome da empresa – Nikola Tesla foi o inventor do motor de indução AC.Mas então, quando o Modelo 3 foi lançado, a empresa introduziu um novo motor de ímã permanente e, eventualmente, começou a usá-lo em outros veículos.
A Tesla disse hoje que conseguiu reduzir a quantidade de terras raras usadas nesses novos powertrains do Modelo 3 em 25% entre 2017 e 2022, graças à eficiência aprimorada do powertrain.
Mas agora parece que a Tesla está tentando obter o melhor dos dois mundos: um motor de ímã permanente, mas sem terras raras.
A principal alternativa ao NdFeB para ímãs permanentes é a ferrita simples (óxido de ferro, geralmente com adições de bário ou estrôncio).Você sempre pode tornar os ímãs permanentes mais fortes apenas usando mais ímãs, mas o espaço dentro do rotor do motor é limitado e o NdFeBB pode fornecer mais magnetização com menos material.Outros materiais de ímã permanente no mercado incluem AlNiCo (AlNiCo), que funciona bem em altas temperaturas, mas perde facilmente a magnetização, e Samarium Cobalt, outro ímã de terras raras semelhante ao NdFeB, mas melhor em altas temperaturas.Atualmente, vários materiais alternativos estão sendo pesquisados, principalmente com o objetivo de preencher a lacuna entre ferritas e terras raras, mas isso ainda está em laboratório e ainda não está em produção.
Eu suspeito que Tesla encontrou uma maneira de usar um rotor com um ímã de ferrite.Se eles reduzissem o conteúdo REE, isso significava que estavam reduzindo o número de ímãs permanentes no rotor.Aposto que eles decidiram obter menos fluxo do que o normal de um grande pedaço de ferrita em vez de um pequeno pedaço de NdFeB.Posso estar errado, eles podem ter usado um material alternativo em escala experimental.Mas isso parece improvável para mim – a Tesla está visando a produção em massa, o que basicamente significa terras raras ou ferritas.
Durante a apresentação do dia do investidor, a Tesla mostrou um slide comparando o uso atual de terras raras no motor de imã permanente Modelo Y com um potencial motor de próxima geração:
A Tesla não especificou quais elementos usou, possivelmente acreditando que a informação era um segredo comercial que não queria divulgar.Mas o primeiro número pode ser neodímio, o resto pode ser disprósio e térbio.
Quanto aos futuros motores – bem, não temos muita certeza.Os gráficos da Tesla sugerem que o motor da próxima geração conterá um ímã permanente, mas esse ímã não usará terras raras.
Os ímãs permanentes baseados em neodímio têm sido o padrão para tais aplicações há algum tempo, mas outros materiais potenciais foram explorados na última década para substituí-los.Embora a Tesla não tenha especificado qual planeja usar, parece que está perto de tomar uma decisão – ou pelo menos vê uma oportunidade de encontrar uma solução melhor em um futuro próximo.
Jameson dirige veículos elétricos desde 2009 e escreve sobre veículos elétricos e energia limpa para electrok.co desde 2016.
Horário de postagem: Mar-08-2023