स्थायी चुंबक मोटर्स यहां रहने के लिए हैं, लेकिन हम उन्हें कम महंगा बना सकते हैं
ओयोटा का कहना है कि उसने इलेक्ट्रिक मोटर्स जैसे उच्च-ऊर्जा अनुप्रयोगों के लिए एक नया चुंबक का आविष्कार किया है जो एक मानक लोहा, बोरन, नेदोमीयम (एनडीएफईबी) चुंबक के नियोडिअम (एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व) के अंश का एक अंश का उपयोग करता है।
एक ठोस राज्य बैटरी के लिए "उत्पादन इंजीनियरिंग" में टोयोटा, डब्लूएसजे कहते हैं
दुर्लभ-पृथ्वी मैग्नेट का इस्तेमाल कई हाइब्रिड वाहनों, कुछ सभी-इलेक्ट्रिक वाहनों में किया जाता है, और अन्य अनुप्रयोगों जैसे विंड टर्बाइन और रोबोटिक्स
हालांकि, "दुर्लभ" निदोमिअम जैसी सामग्री के लिए मिथ्या नाम का एक सा है (उच्च मांग ने अपेक्षाकृत अधिक उत्पादन मात्रा को जन्म दिया है), टोयोटा ने कहा कि "ऐसी चिंताएं हैं कि हाइब्रिड और बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों सहित विद्युतीय वाहनों के रूप में कमी का विकास होगा भविष्य में तेजी से लोकप्रिय। " यह चिंता दुर्लभ-पृथ्वी खनन की एकाग्रता से बढ़ती है: हालांकि अमेरिका और दुनिया के अन्य हिस्सों में दुर्लभ-पृथ्वी की धातुओं को बनाने के लिए प्रयास किए गए हैं, दुर्लभ पृथ्वी खनन का एक प्रमुखता चीन में होता है। उस देश ने 2011 में neodymium और अन्य दुर्लभ मिट्टियों के निर्यात को रोकने की धमकी दी, जिससे धातुओं की कीमतों में बढ़ोतरी हुई। यदि चीन एक भू-राजनीतिक तंत्र के रूप में दुर्लभ-पृथ्वी का उपयोग फिर से उपयोग करने के लिए किया गया था, तो वह टोयोटा जैसी कंपनियों पर काफी प्रभाव डाल सकती है जो दुर्लभ पृथ्वी पर निर्भर करती है ताकि प्रियस जैसे प्रमुख उत्पादों का निर्माण किया जा सके।
नया चुंबक विकसित टोयोटा का उपयोग किसी भी टेर्बियम या डिस्प्रोसिअम का नहीं होता है, जिसे 100 मीटर सेल्सियस (212 डिग्री फ़ारेनहाइट) से अधिक ऊष्मा पर अपनी परिचालन में सुधार करने के लिए नियोडिअम में जोड़ा जा सकता है। (वास्तव में, खनन परामर्श रोस्कील ने नोट किया कि कुछ कंपनियां अब मैग्नेट में ट्रेबियम का उपयोग करती हैं, हालांकि डायस्पोरियम अभी भी आमतौर पर neodymium के साथ मैग्नेट में जोड़ा जाता है।)
ये मैग्नेट क्या करते हैं?
एनडीएफईबी मैग्नेट छोटी मात्रा में एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने में सक्षम हैं। Dysprosium के साथ रखा जब, एनडीएफईबी मैग्नेट उच्च coercivity है, जो है, "एक बार चुंबकीयकरण के बाद demagnetization का विरोध करने की क्षमता," एक स्थिरता सामग्री और टेक्नोलॉजीज से 2015 के पत्र के अनुसार।
एक स्थायी चुंबक (पीएम) एसी कार मोटर में, एनडीएफईबी मैग्नेट अक्सर रोटर में एम्बेडेड होते हैं। जब स्टेेटर में वायर वाइंडिंग विद्युतीकृत होती है, चुंबकीय आकर्षण रोटर को घुमाने के कारण होता है। अन्य डिजाइनों में, मैग्नेट को स्टेटर में एम्बेड किया जा सकता है या मैग्नेट को डीसी चुंबकीय क्षेत्र के साथ काम करने के लिए व्यवस्थित किया जा सकता है। इसके विपरीत, प्रेरण मोटर्स (जो अधिक सामान्य हैं) मैग्नेट का उपयोग नहीं करते हैं और वर्तमान में एक चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरित करने के लिए स्टेटर वाइंडिंग के माध्यम से बहते हैं, जो रोटर के रोटेशन की ओर जाता है।
जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, पीएम मोटर्स और चुंबक-कम प्रेरण मोटर्स के बीच कई ट्रेड-ऑफ हैं। रोजकिल नोट्स पीएम-आधारित सिस्टम हल्के और छोटे होते हैं, क्योंकि वे लगातार चुंबकीय क्षेत्र के लिए एनडीएफईबी चुंबक के अंदर भरोसा कर सकते हैं। अधिकांश हाइब्रिड वाहन (एचईवी) पीएम सिस्टम का उपयोग करते हैं: एक हाइब्रिड सिस्टम के साथ आपको बैटरी और आंतरिक दहन इंजन दोनों की जरूरत होती है, इसलिए मोटर के आकार को कम करना सर्वोपरि है। (अवयव-निर्माता बॉश ने बिल्डिंग सिस्टम पर भी काम किया है जो एक ही उत्पाद में प्रेरण मोटर्स और स्थायी चुंबक मोटर्स दोनों का उपयोग करते हैं, उदाहरण के लिए फ्रंट और रियर एक्सल्स के लिए)।
टेस्ला ने अपने मॉडल एस और मॉडल एक्स वाहनों में मैग्नेट को मशहूर रूप से छोड़ दिया, भारी तांबा प्रेरण प्रणाली के लिए चयन करना। लेकिन मॉडल 3 ने पीएम प्रणाली का इस्तेमाल किया है, संभावना है क्योंकि मैग्नेट अंतरिक्ष और वजन को कम करते हैं (जो बैटरी श्रेणी को प्रभावित कर सकते हैं), और ऐसे मोटर्स में बेहतर त्वरण होता है। चेवी बोल्ट नेयोडियम आधारित चुंबक का उपयोग भी करता है, रोस्किल कहते हैं।
इस नए चुंबक में क्या है?
Neodymium या dysprosium के बजाय, चुंबक कम महंगी दुर्लभ पृथ्वी धातुओं lanthanum और cerium का उपयोग करता है। निश्चित रूप से, यह नीडोमिअम के साथ कई मुद्दों से छुटकारा नहीं मिलता है: लांथानुम और सेरीम अभी भी चीन में मुख्य रूप से खनन कर रहे हैं, और सबसे दुर्लभ पृथ्वी के रूप में, वे उत्पादन के लिए पर्यावरण के लिए विनाशकारी हो सकते हैं लेकिन रायटर यह नोट करते हैं कि जब नियोयमियम की कीमत लगभग 100 डॉलर प्रति किग्रा और डिस्प्रोसिअम की लागत लगभग 400 डॉलर प्रति किग्रा, लांटेनियम और सीरीयम की लागत लगभग 5 डॉलर से 7 डॉलर प्रति किलोग्राम है आदर्श रूप से, एक सस्ता चुंबक सस्ता हाइब्रिड और ऑल-इलेक्ट्रिक वाहनों में परिणाम कर सकता है।
न्योडियमियम की एक समान एकाग्रता के साथ मैग्नेट के बजाय बढ़ोतरी करें, टोयोटा के मैग्नेट चुंबक के किनारों के आसपास neodymium ध्यान केंद्रित करते हैं।
टोयोटा
टोयोटा ने अपनी निदोमिमियम उपयोग को कम करने के लिए कुछ गुर का इस्तेमाल किया। कंपनी का कहना है कि लांथानुम और सीरीयम परिणामों के साथ चुंबक में निओडीमिअम को कम कोरियरिविटी और कम गर्मी प्रतिरोध के साथ एक उप-समान चुंबक में बदलकर, मोटर का अर्थ होने पर प्रदर्शन को प्रभावित करना होगा। इसके बजाय, कंपनी ने चुंबक बनाये रखा ताकि अधिकतर लैंटनियम और सेरियम अनाज चुंबक के लिए आंतरिक हो, और अधिकांश नीयोडियम अनाज बाहर निकल रहे थे
ऑटोमेकर ने भी चुंबक में धातुओं के अनाज का आकार कम कर दिया। यह कुछ समय के लिए अनुसंधान का एक अवसर रहा है: 2015 सतत सामग्री और टेक्नोलॉजीज के पेपर ने लिखा है कि दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट के घटकों के आकार को मज़बूती से कम करने का एक रास्ता खोजने से चुंबक में संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा में वृद्धि हो सकती है। टोयोटा जाहिरा तौर पर उस रास्ते का पीछा भी कर रहा था। इसके शोधकर्ता मानक मैग्नेट में उपयोग किए जाने वाले का दसवां हिस्सा अपने मैग्नेट के घटकों के अनाज आकार को कम करने में सक्षम थे।
ये विनिर्माण तकनीक टोयोटा को नियोडाइमियम के 20 से 50 प्रतिशत खोने की अनुमति देती है, जो कि प्रदर्शन या सहूलियत को खोए बिना एक एनडीएफईबी चुंबक बनाने के लिए जरूरी है। रायटर नोट करते हैं कि इलेक्ट्रिक वाहन मैग्नेट केवल उस कम अंत का लाभ ले पाएंगे, लेकिन एक वाहन चुंबक में आपको नियोडिअम की जरूरत के 20 प्रतिशत को नष्ट करना अच्छा है, भी है।
अभी के लिए, डिजाइन प्रारंभिक है, और टोयोटा ने कहा है कि इन कारों में इन उन्नत मैग्नेट को जोड़ने से पहले अधिक शोध करने की आवश्यकता है। 2020 के दशक के आरंभ में, कंपनी को सत्ता-संचालन प्रणालियों में मैग्नेट का इस्तेमाल करने की उम्मीद है, और उसके बाद यह दशक के भीतर इलेक्ट्रिक वाहन मोटर्स में व्यापक उपयोग करने की उम्मीद करता है।
टोयोटा हाइब्रिड वाहन बाजार में अग्रणी रहा है, लेकिन बाजार में सभी इलेक्ट्रिक वाहनों को धकेलने में यह अधिक संकोचजनक रहा है। हालांकि, सभी खातों में, इसके शोधकर्ता बिजली के वाहनों को बढ़त बनाने के तरीके तलाश रहे हैं। कंपनी ने 2017 के गर्मियों में घोषणा की कि वह एक ठोस-राज्य की बैटरी के लिए "उत्पादन इंजीनियरिंग" में थी, जो सैद्धांतिक रूप से हल्का हो, छोटे हो, और बैटरी की तुलना में ऑपरेटिंग तापमान की बेहतर सीमा होती है जो आज हम टेस्लास, निसान, और चेवीज़ पर देखते हैं ।
