영구 자석 모터는 여기에 있지만 비용을 절감 할 수 있습니다.
oyota는 표준 철, 붕소, 네오디뮴 (NdFeB) 자석의 네오디뮴 (희토류 원소)의 양을 사용하는 전기 모터와 같은 고 에너지 어플리케이션을위한 새로운 자석을 발명했다고 말했습니다.
Toyota, 고체 상태 배터리 용 "생산 엔지니어링"
희토류 자석 은 많은 하이브리드 자동차, 일부 모든 전기 자동차 및 풍력 터빈 및 로봇과 같은 기타 응용 분야에서 사용됩니다.
토요타는 "드문"은 네오디뮴 같은 물질에 대한 약간의 잘못된 표현이지만 (수요가 많아 상대적으로 생산량이 많음) 도요타는 "하이브리드 및 배터리 전기 자동차를 비롯한 전기 자동차로 부족이 발생할 것이라는 우려가 있습니다. 앞으로 점점 인기가 높아질 것 "이라고 말했다. 이러한 우려는 희토류 광산의 집중에 의해 복합화됩니다. 미국과 세계의 희토류 금속을 채굴하려는 시도가 있었지만, 중국에서는 희귀 한 광산이 우세합니다. 그 국가는 2011 년에 네오디뮴 및 기타 희토류 수출을 중단 할 것이라고 위협했는데, 이로 인해 금속 가격이 급등했다. 중국이 지정 학적 도구로서 희토류 접근권을 다시 사용한다면, 희귀 지구에 의존하는 도요타와 같은 회사들에게 프리우스 같은 주력 제품을 생산하는 데 상당한 영향을 줄 수 있습니다.
도요타가 개발 한이 신형 자석은 또한 테레븀 또는 디스프로슘을 사용하지 않고 100 ℃ (212 ° F) 이상의 고온에서의 작업 성을 향상시키기 위해 네오디뮴에 첨가 할 수 있습니다. 실제로 마그네슘 컨설팅 회사 인 Roskill은 디스프로슘은 여전히 네오디뮴이 함유 된 자석에 추가되지만 자동차 제조사에서는 자석으로 테르븀을 더 이상 사용하지 않는다고 지적합니다.
이 자석들은 무엇을합니까?
NdFeB 자석은 작은 체적으로 강한 자기장을 생성 할 수 있습니다. 디스프로슘과 짝을 이룰 경우, NdFeB 자석은 높은 보자력을 갖습니다. 즉, 지속 가능한 재료 및 기술의 2015 종이에 따르면, "일단 자화 된 자성에 저항하는 능력"입니다.
PM ( Permanent Magnet ) AC 자동차 모터에서 NdFeB 자석은 종종 로터에 내장됩니다. 고정자의 와이어 권선이 통전 될 때, 자기 인력은 회 전자를 회전시킨다. 다른 설계에서, 자석은 고정자에 매립 될 수 있거나, 자석은 DC 자기장으로 작동하도록 배열 될 수있다. 대조적으로, 유도 모터 (훨씬 더 일반적 임)는 자석을 사용하지 않으며 고정자 권선을 통해 흐르는 전류에 의존하여 자기장을 유도하여 회 전자의 회전을 유도합니다.
여러분이 상상할 수 있듯이, PM 모터와 무 자석 유도 모터에는 몇 가지 단점이 있습니다. Roskill은 PM 기반 시스템이 일정한 자기장을 위해 내부의 NdFeB 자석에 의존 할 수 있기 때문에 더 가볍고 작아지는 경향이 있다고 지적합니다. 대부분의 하이브리드 자동차 (HEV)는 PM 시스템을 사용합니다. 하이브리드 시스템을 사용하려면 배터리와 내연 기관이 모두 필요하므로 모터 크기를 줄이는 것이 가장 중요합니다. (부품 제조업체 Bosch는 예를 들어 전방 및 후방 차축 용으로 동일한 제품에 유도 전동기와 영구 자석 모터를 모두 사용하는 시스템을 구축하는 데 노력해 왔습니다.)
테슬라는 모델 S 및 모델 X 차량의 자석을 피하면서 더 무거운 구리 유도 시스템을 선택했다. 그러나 모델 3은 PM 시스템을 사용하는 것으로 알려져 있는데, 이는 자석이 공간과 무게를 줄여 배터리 범위에 영향을 줄 가능성이 있기 때문입니다. 이러한 모터는 가속도가 더 좋아지는 경향이 있습니다. Chevy Bolt는 또한 네오디뮴 기반 자석을 사용한다고 Roskill은 말합니다.
이 새로운 자석에 뭐가 들어 있니?
자석은 네오디뮴이나 디스프로슘 대신에 덜 비싼 희토류 금속 인 란탄과 세륨을 사용합니다. 분명히 이것은 네오디뮴 문제의 많은 부분을 없애지 못합니다. 란탄과 세륨은 여전히 중국에서 주로 채굴되며, 대부분의 희귀 한 지구와 마찬가지로 환경 적으로 파괴적으로 생산 될 수 있습니다. 그러나 로이터 통신에 따르면 네오디뮴 가격은 kg 당 100 달러, 디스프로슘 가격은 킬로그램 당 약 400 달러, 란탄과 세륨은 kg 당 약 5 달러에서 7 달러이다. 이상적으로는, 더 저렴한 자석은 더 싼 하이브리드 및 모든 전기 자동차를 초래할 수 있습니다.
네오디뮴 농도가 균일 한 자석을 확대 / 축소하면 Toyota의 자석은 자석의 가장자리에 네오디뮴을 집중시킵니다.
도요타
도요타는 네오디뮴 사용을 줄이기 위해 몇 가지 기법을 사용했습니다. 이 회사는 마그네트의 네오디뮴을 란타늄과 세륨으로 단순히 대체하면 보자력이 감소되고 내열성이 감소 된 서브 파 자석이 생겨 모터 성능이 떨어질 것이라고합니다. 대신, 회사는 자석을 구성하여 대부분의 란탄과 세륨 입자가 자석 내부에 있고 네오디뮴 입자의 대부분이 외부에있었습니다.
자동차 제조 회사는 자석의 금속 입자 크기도 줄였습니다. 2015 Sustainable Materials and Technologies지는 희토류 자석 성분의 입자 크기를 확실하게 줄이는 방법을 찾는 것이 자석에 저장된 자기 에너지를 증가시킬 수 있다고 지적했습니다. 도요타도 분명히 그 길을 추구했다. 연구자들은 자석 구성 요소의 입자 크기를 표준 자석에서 사용되는 것의 1/10로 줄일 수있었습니다.
이러한 제조 기술은 도요타가 성능이나 보자력을 잃지 않고 NdFeB 자석을 제조하는 데 필요한 네오디뮴의 20 ~ 50 %를 잃어 버리게합니다. 로이터 통신에 따르면 전기 자동차 자석은 저 마당을 활용할 수있을 것 같지만 자동차 자석에 필요한 네오디뮴의 20 %를 제거하는 것이 좋습니다.
현재, 디자인은 예비 적이다. 그리고 토요타는 그 발전된 자석을 그 차에 추가하기 전에 더 많은 연구를해야한다고 말한다. 2020 년 초까지, 회사는 파워 스티어링 시스템에서 자석을 사용하기를 희망하고 있으며, 그 후 10 년 내에 전기 자동차 모터에서 더 넓은 용도로 전환하기를 희망합니다.
Toyota는 하이브리드 자동차 시장의 선구자 였지만 모든 전기 자동차를 시장에 내놓는 데 주저했습니다. 그러나 모든 연구 결과에 따르면, 연구원들은 전기 자동차를 최첨단으로 만들 수있는 방법을 모색 해왔다. 이 회사는 2017 년 여름에 이론적으로 더 가볍고 작으며 Teslas, Nissans 및 Chevys에서 볼 수있는 배터리보다 작동 온도 범위가 더 좋은 고체 배터리 용 "생산 엔지니어링"에 참여했다고 발표했습니다. .
