Quando você está dirigindo um veículo de nova energia silencioso, mas poderoso, e ultrapassa graciosamente um carro movido a combustível no momento em que a luz verde acende, você já se perguntou que o cerne dessa potência crescente reside por trás de alguns nomes bastante "rústicos"? São as terras raras.
Elas não são solo comum, mas um termo coletivo para 17 tipos de elementos metálicos, cada um sendo uma "vitamina" e um "pó mágico" para a indústria moderna. Hoje, vamos levantar o capô de um veículo de nova energia e ver exatamente onde estão esses "pós mágicos" e que tipo de alquimia eles realizam.
Feitiço Mágico Um: O Núcleo de "Movimento Perpétuo" do Coração de Potência - Motor Síncrono de Ímã Permanente
A diferença mais fundamental entre veículos de nova energia e veículos a combustível reside no fato de que o "coração" mudou de um motor para um motor elétrico. Atualmente, a grande maioria dos veículos elétricos de alto desempenho no mercado, como Tesla Model 3/Y e BYD Han, optam por usar motores síncronos de ímã permanente. Aqui, o "ímã permanente" é onde a magia das terras raras entra em ação.
Imagine o interior de um motor: o componente central é um rotor girando em alta velocidade. Para fazer o rotor girar, um forte campo magnético precisa ser gerado usando ímãs. Se ímãs comuns forem usados, é como tentar atrair um grande bloco de ferro com um ímã pequeno, o que é trabalhoso e tem força magnética limitada.
No entanto, quando elementos como neodímio e praseodímio da família das terras raras são adicionados para criar ímãs permanentes de neodímio-ferro-boro, a situação é completamente diferente. É atualmente o ímã permanente mais forte descoberto pelos humanos e é conhecido como o "Rei Magnético".
Quão forte é? Sob o mesmo volume, o produto de energia magnética dos ímãs de neodímio-ferro-boro é mais de dez vezes maior do que o dos ímãs de ferrite comuns! É como dar ao rotor do motor um "traje de Super-Homem", permitindo que ele gere um campo magnético extremamente poderoso com um volume e peso extremamente pequenos.
· Que benefícios isso traz?
1. Potência forte, resposta rápida: Um campo magnético poderoso significa maior torque, que é o motivo pelo qual os veículos elétricos partem e aceleram tão rapidamente, e a sensação de aceleração vem instantaneamente.
2. Design compacto, alta eficiência: Devido à forte força magnética, o motor pode ser feito muito compacto, economizando mais espaço para a bateria ou para a cabine de passageiros do veículo. Ao mesmo tempo, sua eficiência de conversão de energia é extremamente alta, geralmente superior a 95%, superando em muito os 40% dos motores a combustão, o que significa que menos energia elétrica é desperdiçada como calor e é convertida diretamente no alcance de condução.
3. Silencioso e Suave: Sem o barulho e a vibração do motor, o motor opera de forma extremamente silenciosa, aprimorando a experiência de condução.
Pode-se dizer que, sem materiais de ímã permanente de terras raras, seria difícil ter um motor de veículo de nova energia tão eficiente, poderoso e compacto como temos hoje. É a "alma" do coração de potência dos veículos elétricos.
Magia 2: O Segredo de "Aumento da Longevidade" do Repositório de Energia - Baterias de Potência
Tendo falado sobre o coração de potência, vamos agora dar uma olhada no repositório de energia - as baterias. As terras raras desempenham o papel de "heróis de bastidores" aqui. Embora seu uso não seja grande, seus efeitos são cruciais.
Nos materiais do eletrodo positivo das baterias de lítio ternárias, a adição de pequenas quantidades de elementos de terras raras, como lantânio e cério, pode atuar como "estabilizadores" e "melhoradores".
· Aumentar a vida útil: Durante o processo repetido de carregamento e descarga da bateria, sua estrutura interna irá gradualmente entrar em colapso, levando a uma diminuição da capacidade. A adição de elementos de terras raras é como adicionar "nervuras de reforço" à estrutura da bateria, estabilizando efetivamente a estrutura cristalina e retardando o processo de envelhecimento, prolongando assim a vida útil da bateria.
· Melhorar a segurança: Os elementos de terras raras também podem melhorar a estabilidade térmica dos materiais do eletrodo positivo, tornando a bateria mais "calma" em condições extremas, como altas temperaturas, reduzindo o risco de fuga térmica e fornecendo uma camada adicional de segurança.
Portanto, embora as terras raras não forneçam energia elétrica diretamente, elas são como um "cuidador de bateria" meticuloso, protegendo silenciosamente a saúde e a segurança da bateria, permitindo que seu carro rode por mais tempo e com mais segurança.
Magia 3: A Força Motriz "Invisível" de Leveza e Inteligência
Um excelente veículo elétrico não deve ser apenas rápido e ter um longo alcance, mas também ser inteligente e eficiente em termos de energia. As terras raras desempenharam um papel significativo nesses dois aspectos.
· Leveza da carroceria do veículo: A adição de terras raras a materiais leves, como alumínio e magnésio, pode melhorar significativamente seu desempenho de processamento e resistência. Isso permite que os componentes do veículo se tornem mais leves, mas ainda assim resistentes e confiáveis. Cada pequena redução no peso do veículo contribui positivamente para a melhoria do alcance.
· Sistema de controle eletrônico: Os inúmeros sensores, micromotores, alto-falantes e outros componentes eletrônicos do veículo dependem de pequenos ímãs de terras raras e elementos de terras raras. Eles são a base para a implementação de várias funções de assistência à condução inteligente e para fornecer experiências de áudio e vídeo de alta qualidade.
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