Bild: Tesla
Neben vielen anderen technischen Details teilte Tesla bei seinem Anleger-Tag in diesem März überraschend mit, bei seinem nächsten Antrieb keine Magnete aus Seltenen Erden mehr einsetzen zu wollen (s. Foto). Das war ein Schock für spezialisierte Anbieter solcher Metalle, und Beobachter wiesen darauf hin, dass Tesla nicht ohne Nachteile bei Effizienz und Gewicht darauf verzichten könne. Eine Marktforschungsfirma berichtet jetzt jedoch von Möglichkeiten, mit alternativen Materialien und Methoden auf vergleichbare Werte zu kommen wie mit Seltenen Erden.
Nächster Tesla-Motor mit Ferrit?
Anders als ihr Name nahelegt, sind diese Metalle relativ reichlich zu finden, doch die Gewinnung ist wie bei anderen Elektroauto-Rohstoffen auf China konzentriert. Laut einer aktuellen Veröffentlichung der Marktforschungsfirma IDTechEx sind sie bis 2022 fast zum Standard geworden: 82 Prozent aller Elektroautos seien in dem Jahr mit Motoren ausgestattet gewesen, die Seltene Erden enthielten.
Mit dafür verantwortlich war Tesla, das mit dem Model 3 von Induktionsmotoren auf Synchronmotoren mit Permanentmagneten (PMSM) aus Seltenen Erden umstieg. Doch mit der nächsten Generation, also wohl in dem Elektroauto, das bei derselben Veranstaltung angekündigt wurde, soll sich das wieder ändern, wie es bei dem Anleger-Tag hieß. Denn die steigende Nachfrage nach den Metallen sei schwierig zu bedienen, und die Gewinnung bringe Gesundheits- und Umwelt-Risiken mit sich.
Kurz nach dieser Ankündigung wurde spekuliert, Tesla könne bei PMSM bleiben, darin aber in Zukunft Ferrite verwenden, also auf Eisen basierendes Material, das ebenfalls stark magnetisch sein kann. Wie IDTechEx dazu jetzt schreibt, wird derzeit tatsächlich vielerorts an Magneten gearbeitet, die ähnlich stark sind wie Seltene Erden. Der Ausgangspunkt dafür sei 50-70 Prozent weniger Leistung bei gleicher Motor-Größe. Beispielsweise Proterial aus Japan habe aber einen Antrieb entwickelt, der mit nur 20 Prozent mehr Magnet-Material die gleiche Leistungsdichte aufweist.
Kohlefaser-Bandage bei Plaid-Antrieb
Mit Ferriten allein werde insgesamt wohl kein Gleichstand erreicht, erklärt IDTechEx weiter – aber möglicherweise in Kombination mit weiteren Optimierungen. So habe das australische Unternehmen Ultimate Transmissions ein Patent für einen Ferrit-Motor beantragt, das nach seiner Darstellung zeigen könnte, wie Tesla Seltene Erden eliminieren will. Teil davon sind Drehzahlen von bis zu 20.000 Umdrehungen pro Minute.
Der Plaid-Motor von Tesla, bislang nur in den Top-Versionen der Premium-Elektroautos Model S und Model X zu haben, schafft diesen hohen Wert laut CEO Elon Musk bereits. Bei derart schneller Drehung müssen die Magnete im Rotor stabilisiert werden, und wie ein deutscher Motor-Forscher teslamag.de in diesem April erklärte, nutzt Tesla dafür eine Kohlefaser-Bandage über dem Rotor statt wie sonst üblich Eisenstege darin. Das bezeichnete er als innovativ, aber aufwendig. Doch laut IDTechEx dürfte die relative Bedeutung von Seltenen Erden in Elektroauto-Motoren tatsächlich abnehmen: Für 2034 wird ein Anteil von nur noch rund 70 Prozent vorhergesagt.