2025-09-30
Khi bạn lái một chiếc xe năng lượng mới yên tĩnh nhưng mạnh mẽ và vượt qua một chiếc xe chạy bằng nhiên liệu một cách duyên dáng vào thời điểm đèn xanh bật sáng, bạn đã bao giờ tự hỏi rằng cốt lõi của sức mạnh dâng trào này nằm sau một số cái tên khá "mộc mạc" chưa? Chúng là đất hiếm.
Chúng không phải là đất thông thường, mà là một thuật ngữ chung cho 17 loại nguyên tố kim loại, mỗi loại là một "vitamin" và "bột ma thuật" cho ngành công nghiệp hiện đại. Hôm nay, chúng ta hãy cùng mở nắp ca-pô của một chiếc xe năng lượng mới và xem chính xác những "bột ma thuật" này ở đâu và chúng thực hiện phép thuật gì.
Phép thuật một: Cốt lõi "chuyển động vĩnh cửu" của Trái tim năng lượng - Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu
Sự khác biệt cơ bản nhất giữa xe năng lượng mới và xe nhiên liệu nằm ở chỗ "trái tim" đã thay đổi từ động cơ sang động cơ điện. Hiện tại, phần lớn các loại xe điện hiệu suất cao trên thị trường, chẳng hạn như Tesla Model 3/Y và BYD Han, đều chọn sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Ở đây, "nam châm vĩnh cửu" là nơi phép thuật của đất hiếm phát huy tác dụng.
Hãy tưởng tượng nội thất của một động cơ: thành phần cốt lõi là một rôto quay tốc độ cao. Để làm cho rôto quay, cần tạo ra một từ trường mạnh bằng cách sử dụng nam châm. Nếu sử dụng nam châm thông thường, nó giống như cố gắng hút một khối sắt lớn bằng một nam châm nhỏ, vừa tốn công sức vừa có lực từ hạn chế.
Tuy nhiên, khi các nguyên tố như neodymium và praseodymium từ họ đất hiếm được thêm vào để tạo ra nam châm vĩnh cửu neodymium-sắt-boron, tình hình hoàn toàn khác. Nó hiện là nam châm vĩnh cửu mạnh nhất được con người phát hiện và được gọi là "Vua từ tính".
Nó mạnh đến mức nào? Với cùng một thể tích, tích năng lượng từ của nam châm neodymium-sắt-boron lớn hơn mười lần so với nam châm ferrite thông thường! Điều này giống như việc cung cấp cho rôto của động cơ một "bộ đồ siêu nhân", cho phép nó tạo ra một từ trường cực kỳ mạnh với thể tích và trọng lượng cực nhỏ.
· Nó mang lại những lợi ích gì?
1. Sức mạnh mạnh mẽ, phản ứng nhanh: Một từ trường mạnh có nghĩa là mô-men xoắn lớn hơn, đó là lý do tại sao xe điện khởi động và tăng tốc nhanh như vậy, và cảm giác tăng tốc đến ngay lập tức.
2. Thiết kế nhỏ gọn, hiệu quả cao: Do lực từ mạnh, động cơ có thể được chế tạo rất nhỏ gọn, tiết kiệm nhiều không gian hơn cho pin hoặc khoang hành khách trong xe. Đồng thời, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của nó cực kỳ cao, thường vượt quá 95%, vượt xa 40% của động cơ nhiên liệu, có nghĩa là ít năng lượng điện bị lãng phí dưới dạng nhiệt và được chuyển đổi trực tiếp thành phạm vi lái xe.
3. Yên tĩnh và êm ái: Không có tiếng ồn và rung của động cơ, động cơ hoạt động cực kỳ yên tĩnh, tăng cường trải nghiệm lái xe.
Có thể nói rằng nếu không có vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm, sẽ rất khó để có một động cơ xe năng lượng mới hiệu quả, mạnh mẽ và nhỏ gọn như chúng ta có ngày nay. Nó là "linh hồn" của trái tim năng lượng của xe điện.
Phép thuật 2: Bí mật "Tăng cường tuổi thọ" của Kho lưu trữ năng lượng - Pin điện
Sau khi nói về trái tim năng lượng, bây giờ chúng ta hãy xem xét kho lưu trữ năng lượng - pin. Đất hiếm đóng vai trò là "anh hùng hậu trường" ở đây. Mặc dù việc sử dụng chúng không lớn, nhưng tác dụng của chúng là rất quan trọng.
Trong vật liệu điện cực dương của pin lithium ternary, việc thêm một lượng nhỏ các nguyên tố đất hiếm, chẳng hạn như lanthanum và cerium, có thể đóng vai trò là "chất ổn định" và "chất cải thiện".
· Tăng cường tuổi thọ: Trong quá trình sạc và xả lặp đi lặp lại của pin, cấu trúc bên trong của nó sẽ dần sụp đổ, dẫn đến giảm dung lượng. Việc bổ sung các nguyên tố đất hiếm giống như việc thêm "xương sườn gia cố" vào khung của pin, ổn định hiệu quả cấu trúc tinh thể và làm chậm quá trình lão hóa, do đó kéo dài tuổi thọ của pin.
· Cải thiện độ an toàn: Các nguyên tố đất hiếm cũng có thể tăng cường độ ổn định nhiệt của vật liệu điện cực dương, làm cho pin "bình tĩnh" hơn trong các điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, giảm nguy cơ mất kiểm soát nhiệt và cung cấp một lớp an toàn bổ sung.
Vì vậy, mặc dù đất hiếm không cung cấp trực tiếp năng lượng điện, nhưng chúng giống như một "người chăm sóc pin" tỉ mỉ, âm thầm bảo vệ sức khỏe và sự an toàn của pin, cho phép xe của bạn chạy lâu hơn và an toàn hơn.
Phép thuật 3: Động lực "vô hình" của Giảm trọng lượng và Thông minh
Một chiếc xe điện tuyệt vời không chỉ nên nhanh và có phạm vi hoạt động dài, mà còn phải thông minh và tiết kiệm năng lượng. Đất hiếm đã đóng một vai trò quan trọng trong hai khía cạnh này.
· Giảm trọng lượng của thân xe: Việc thêm đất hiếm vào các vật liệu nhẹ như nhôm và magiê có thể cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý và độ bền của chúng. Điều này cho phép các bộ phận của xe trở nên nhẹ hơn trong khi vẫn chắc chắn và đáng tin cậy. Mỗi lần giảm trọng lượng xe một chút đều góp phần tích cực vào việc cải thiện phạm vi hoạt động.
· Hệ thống điều khiển điện tử: Vô số cảm biến, động cơ vi mô, loa và các thành phần điện tử khác trên xe đều dựa vào nam châm đất hiếm nhỏ và các nguyên tố đất hiếm. Chúng là nền tảng để thực hiện các chức năng hỗ trợ lái xe thông minh khác nhau và cung cấp trải nghiệm âm thanh và video chất lượng cao.
Gửi yêu cầu của bạn trực tiếp đến chúng tôi
