Tesla a annoncé aujourd'hui lors de sa journée des investisseurs que la société construirait un moteur de véhicule électrique à aimant permanent sans terres rares.
Les terres rares sont une pomme de discorde dans la chaîne d'approvisionnement des véhicules électriques car les approvisionnements sont difficiles à sécuriser et une grande partie de la production mondiale est fabriquée ou transformée en Chine.
Ceci est important pour plusieurs raisons, dont la moindre n'est pas la volonté actuelle de l'administration Biden de produire des matériaux pour les composants des véhicules électriques domestiques.
Cependant, il existe de nombreuses idées fausses sur ce que sont les ETR et sur la quantité d'ETR utilisées dans les véhicules électriques.En fait, les batteries lithium-ion ne contiennent généralement pas de terres rares (bien qu'elles contiennent d'autres "minéraux critiques" tels que définis par la loi sur la réduction de l'inflation).
Dans le tableau périodique, les "terres rares" sont les éléments surlignés en rouge dans le schéma ci-dessous - les lanthanides, ainsi que le scandium et l'yttrium.En fait, ils ne sont pas particulièrement rares non plus, avec du néodyme pour environ les deux tiers de la teneur en cuivre.
Les éléments de terres rares dans les véhicules électriques sont utilisés dans les moteurs des véhicules électriques, et non dans les batteries.Le plus couramment utilisé est le néodyme, un aimant puissant utilisé dans les haut-parleurs, les disques durs et les moteurs électriques.Le dysprosium et le terbium sont des additifs couramment utilisés pour les aimants en néodyme.
De plus, tous les types de moteurs de véhicules électriques n'utilisent pas d'ETR - Tesla les utilise dans ses moteurs à courant continu à aimants permanents, mais pas dans ses moteurs à induction à courant alternatif.
Initialement, Tesla utilisait des moteurs à induction à courant alternatif dans ses véhicules, qui ne nécessitaient pas de terres rares.En fait, c'est de là que vient le nom de l'entreprise - Nikola Tesla était l'inventeur du moteur à induction à courant alternatif.Mais ensuite, lorsque le modèle 3 est sorti, la société a introduit un nouveau moteur à aimant permanent et a finalement commencé à les utiliser dans d'autres véhicules.
Tesla a déclaré aujourd'hui avoir été en mesure de réduire de 25 % la quantité de terres rares utilisées dans ces nouveaux groupes motopropulseurs du modèle 3 entre 2017 et 2022 grâce à l'amélioration de l'efficacité du groupe motopropulseur.
Mais maintenant, il semble que Tesla essaie d'obtenir le meilleur des deux mondes : un moteur à aimant permanent mais pas de terres rares.
La principale alternative au NdFeB pour les aimants permanents est la ferrite simple (oxyde de fer, généralement additionnée de baryum ou de strontium).Vous pouvez toujours renforcer les aimants permanents simplement en utilisant plus d'aimants, mais l'espace à l'intérieur du rotor du moteur est limité et NdFeBB peut fournir plus de magnétisation avec moins de matériau.Parmi les autres matériaux d'aimants permanents sur le marché, citons AlNiCo (AlNiCo), qui fonctionne bien à des températures élevées mais perd facilement sa magnétisation, et Samarium Cobalt, un autre aimant de terre rare similaire à NdFeB mais meilleur à des températures élevées.Un certain nombre de matériaux alternatifs sont actuellement à l'étude, principalement destinés à combler le fossé entre les ferrites et les terres rares, mais cela est encore en laboratoire et pas encore en production.
Je soupçonne que Tesla a trouvé un moyen d'utiliser un rotor avec un aimant en ferrite.S'ils réduisaient la teneur en terres rares, cela signifiait qu'ils réduisaient le nombre d'aimants permanents dans le rotor.Je parie qu'ils ont décidé d'obtenir moins de flux que d'habitude à partir d'un gros morceau de ferrite au lieu d'un petit morceau de NdFeB.Je peux me tromper, ils ont peut-être utilisé un matériau alternatif à une échelle expérimentale.Mais cela me semble peu probable – Tesla vise une production de masse, ce qui signifie essentiellement des terres rares ou des ferrites.
Lors de la présentation de la journée des investisseurs, Tesla a montré une diapositive comparant l'utilisation actuelle des terres rares dans le moteur à aimant permanent Model Y avec un moteur potentiel de nouvelle génération :
Tesla n'a pas précisé quels éléments il utilisait, pensant peut-être que l'information était un secret commercial qu'il ne voulait pas divulguer.Mais le premier nombre peut être du néodyme, le reste peut être du dysprosium et du terbium.
Quant aux futurs moteurs - eh bien, nous ne sommes pas vraiment sûrs.Les graphiques de Tesla suggèrent que le moteur de la prochaine génération contiendra un aimant permanent, mais cet aimant n'utilisera pas de terres rares.
Les aimants permanents à base de néodyme sont la norme pour de telles applications depuis un certain temps, mais d'autres matériaux potentiels ont été explorés au cours de la dernière décennie pour les remplacer.Bien que Tesla n'ait pas précisé lequel il envisage d'utiliser, il semble qu'il soit sur le point de prendre une décision - ou du moins voit une opportunité de trouver une meilleure solution dans un avenir proche.
Jameson conduit des véhicules électriques depuis 2009 et écrit sur les véhicules électriques et l'énergie propre pour electrok.co depuis 2016.
Heure de publication : 08 mars 2023