Cuando conduces un vehículo de nueva energía silencioso pero potente y adelantas con gracia a un coche de gasolina en el momento en que se enciende la luz verde, ¿alguna vez te has preguntado que el núcleo de esta creciente potencia reside detrás de algunos nombres bastante "rústicos"? Son las tierras raras.
No son tierra ordinaria, sino un término colectivo para 17 tipos de elementos metálicos, cada uno de ellos una "vitamina" y un "polvo mágico" para la industria moderna. Hoy, levantemos el capó de un vehículo de nueva energía y veamos exactamente dónde están estos "polvos mágicos" y qué tipo de alquimia realizan.
Hechizo mágico uno: El núcleo de "movimiento perpetuo" del corazón de la potencia - Motor síncrono de imán permanente
La diferencia más fundamental entre los vehículos de nueva energía y los vehículos de gasolina radica en el hecho de que el "corazón" ha cambiado de un motor a un motor eléctrico. Actualmente, la gran mayoría de los vehículos eléctricos de alto rendimiento en el mercado, como el Tesla Model 3/Y y el BYD Han, eligen utilizar motores síncronos de imán permanente. Aquí, el "imán permanente" es donde entra en juego la magia de las tierras raras.
Imagina el interior de un motor: el componente central es un rotor giratorio de alta velocidad. Para hacer girar el rotor, se necesita generar un fuerte campo magnético utilizando imanes. Si se utilizan imanes ordinarios, es como intentar atraer un gran bloque de hierro con un imán pequeño, lo cual es laborioso y tiene una fuerza magnética limitada.
Sin embargo, cuando se añaden elementos como el neodimio y el praseodimio de la familia de las tierras raras para crear imanes permanentes de neodimio-hierro-boro, la situación es completamente diferente. Actualmente es el imán permanente más fuerte descubierto por los humanos y se conoce como el "Rey Magnético".
¿Qué tan fuerte es? ¡Con el mismo volumen, el producto de energía magnética de los imanes de neodimio-hierro-boro es más de diez veces mayor que el de los imanes de ferrita ordinarios! Esto es como darle al rotor del motor un "traje de Superman", lo que le permite generar un campo magnético extremadamente potente con un volumen y peso extremadamente pequeños.
· ¿Qué beneficios aporta?
1. Gran potencia, respuesta rápida: Un potente campo magnético significa un mayor par motor, que es la razón por la que los vehículos eléctricos arrancan y aceleran tan rápidamente, y la sensación de aceleración llega al instante.
2. Diseño compacto, alta eficiencia: Debido a la fuerte fuerza magnética, el motor puede ser muy compacto, ahorrando más espacio para la batería o la cabina de pasajeros del vehículo. Al mismo tiempo, su eficiencia de conversión de energía es extremadamente alta, generalmente superior al 95%, superando con creces el 40% de los motores de gasolina, lo que significa que se desperdicia menos energía eléctrica en forma de calor y se convierte directamente en la autonomía.
3. Silencioso y suave: Sin el rugido y la vibración del motor, el motor funciona de forma extremadamente silenciosa, mejorando la experiencia de conducción.
Se puede decir que sin los materiales de imanes permanentes de tierras raras, sería difícil tener un motor de vehículo de nueva energía tan eficiente, potente y compacto como el que tenemos hoy. Es el "alma" del corazón de la potencia de los vehículos eléctricos.
Magia 2: El secreto de la "mejora de la longevidad" del depósito de energía - Baterías de potencia
Habiendo hablado del corazón de la potencia, echemos ahora un vistazo al depósito de energía: las baterías. Las tierras raras juegan el papel de "héroes de backstage" aquí. Aunque su uso no es grande, sus efectos son cruciales.
En los materiales del electrodo positivo de las baterías de litio ternarias, la adición de cantidades traza de elementos de tierras raras, como el lantano y el cerio, puede actuar como "estabilizadores" y "mejoradores".
· Mejorar la vida útil: Durante el proceso repetido de carga y descarga de la batería, su estructura interna se derrumbará gradualmente, lo que provocará una disminución de la capacidad. La adición de elementos de tierras raras es como agregar "costillas de refuerzo" al marco de la batería, estabilizando eficazmente la estructura cristalina y ralentizando el proceso de envejecimiento, extendiendo así la vida útil de la batería.
· Mejorar la seguridad: Los elementos de tierras raras también pueden mejorar la estabilidad térmica de los materiales del electrodo positivo, haciendo que la batería sea más "tranquila" en condiciones extremas como altas temperaturas, reduciendo el riesgo de fuga térmica y proporcionando una capa adicional de seguridad.
Por lo tanto, aunque las tierras raras no proporcionan directamente energía eléctrica, son como un meticuloso "cuidador de baterías", que salvaguarda silenciosamente la salud y la seguridad de la batería, lo que permite que su coche funcione durante más tiempo y de forma más segura.
Magia 3: La fuerza motriz "invisible" de la reducción de peso y la inteligencia
Un excelente vehículo eléctrico no solo debe ser rápido y tener una larga autonomía, sino también ser inteligente y energéticamente eficiente. Las tierras raras han jugado un papel importante en estos dos aspectos.
· Aligeramiento de la carrocería del vehículo: La adición de tierras raras a materiales ligeros como el aluminio y el magnesio puede mejorar significativamente su rendimiento de procesamiento y resistencia. Esto permite que los componentes del vehículo sean más ligeros sin dejar de ser resistentes y fiables. Cada ligera reducción en el peso del vehículo contribuye positivamente a mejorar la autonomía.
· Sistema de control electrónico: Los numerosos sensores, micromotores, altavoces y otros componentes electrónicos del vehículo dependen de pequeños imanes de tierras raras y elementos de tierras raras. Son la base para implementar varias funciones de asistencia a la conducción inteligente y proporcionar experiencias de audio y vídeo de alta calidad.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
