Mahle, ett tyskt bildelarföretag, har utvecklat högeffektiva elmotorer för elbilar, och det förväntas inte att det kommer att bli press på utbudet och efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller.
Till skillnad från förbränningsmotorer är den grundläggande strukturen och arbetsprincipen för elmotorer förvånansvärt enkel.Jag tror att många har lekt med "fyrhjulsdrift" när de var unga.Det finns en elmotor i den.
Motorns arbetsprincip är att magnetfältet verkar på strömkraften för att få motorn att rotera.En motor är en enhet som omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi.Den använder en strömförsörjd spole för att generera ett roterande magnetfält och verkar på rotorn för att bilda ett magnetoelektriskt rotationsvridmoment.Motorn är lätt att använda, pålitlig i drift, lågt pris och fast struktur.
Så många saker i vårt liv som kan rotera, såsom hårtorkar, dammsugare, etc., har motorer.
Motorn i ett rent elfordon är relativt sett större och mer komplicerad, men grundprincipen är densamma.
Materialet som behövs för att överföra kraft i motorn, och materialet som leder elektricitet från batteriet är kopparspolen inuti motorn.Materialet som bildar magnetfältet är en magnet.Dessa är också de två mest grundläggande materialen som utgör en motor.
Tidigare var magneterna som användes i elmotorer främst permanentmagneter gjorda av järn, men problemet är att styrkan på magnetfältet är begränsad.Så om du krymper ner motorn till den storlek den ansluter till en smartphone idag, kommer du inte att få den magnetiska kraft du behöver.
Men på 1980-talet dök en ny typ av permanentmagnet upp, kallad en "neodymmagnet".Neodymmagneter är ungefär dubbelt så starka som konventionella magneter.Som ett resultat används den i hörlurar och headset som är mindre och kraftfullare än smartphones.Dessutom är det inte svårt att hitta "neodymmagneter" i vårt dagliga liv.Nu innehåller vissa högtalare, induktionsspisar och mobiltelefoner i våra liv "neodymmagneter".
Anledningen till att elbilar startar så snabbt idag beror på "neodymmagneter" som dramatiskt kan förbättra motorns storlek eller effekt.Men efter att ha gått in i 2000-talet har ett nytt problem uppstått på grund av användningen av sällsynta jordartsmetaller i neodymmagneter.De flesta av de sällsynta jordartsmetallerna finns i Kina.Enligt statistiken levereras cirka 97% av världens råvaror för sällsynta jordartsmetaller från Kina.För närvarande har exporten av denna resurs varit strikt begränsad.
Efter att ha utvecklat neodymmagneter, försökte forskare och misslyckades med att utveckla mindre, starkare och ännu billigare magneter.Eftersom Kina kontrollerar utbudet av olika sällsynta metaller och sällsynta jordartsmetaller tror vissa analytiker att priset på elfordon inte kommer att sjunka som förväntat.
Nyligen har dock det tyska fordonsteknik- och reservdelsutvecklingsföretaget "Mahle" framgångsrikt utvecklat en ny typ av motor som inte alls innehåller sällsynta jordartsmetaller.Den utvecklade motorn innehåller inga magneter alls.
Detta tillvägagångssätt för motorer är känt som en "induktionsmotor" och den skapar ett magnetfält genom att passera ström genom en stator istället för magneter genom vilka ström kan flöda.Vid denna tidpunkt, när rotorn påverkas av magnetfältet, kommer den att inducera elektromotorisk potentiell energi, och de två samverkar för att generera rotationskraft.
Enkelt uttryckt, om magnetfältet permanent genereras genom att linda in motorn med permanentmagneter, så är metoden att ersätta permanentmagneterna med elektromagneter.Denna metod har många fördelar, funktionsprincipen är enkel och den är mycket hållbar.Viktigast av allt, det är liten minskning av effektiviteten i värmealstringen, och en av nackdelarna med neodymmagneter är att deras prestanda minskar när hög värme genereras.
Men det har också nackdelar, eftersom strömmen fortsätter att flyta mellan statorn och rotorn är värmen mycket allvarlig.Självklart går det bra att ta tillvara på värmen som genereras av skörden och använda den som bilkupévärmare.Utöver det finns det flera nackdelar.Men MAHLE meddelade att han framgångsrikt hade utvecklat en icke-magnetisk motor som kompenserade för bristerna med induktionsmotorn.
MAHLE har två stora fördelar med sin nyutvecklade magnetfria motor.Man påverkas inte av den instabila tillgången och efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller.Som nämnts ovan är de flesta av de sällsynta jordartsmetallerna som används i permanentmagneter för närvarande levererade av Kina, men icke-magnetmotorer påverkas inte av trycket från sällsynta jordartsmetaller.Dessutom, eftersom sällsynta jordartsmetaller inte används, kan det levereras till ett lägre pris.
Den andra är att den uppvisar mycket god verkningsgrad, där motorer som vanligtvis används i elfordon har en verkningsgrad på cirka 70-95%.Med andra ord, om du tillhandahåller 100 % av kraften kan du tillhandahålla högst 95 % av uteffekten.Men i denna process, på grund av förlustfaktorer såsom järnförlust, är produktionsförlust oundviklig.
Mahler sägs dock vara mer än 95 % effektiv i de flesta fall och så hög som 96 % i vissa fall.Även om exakta siffror inte har meddelats, förvänta dig en liten ökning av räckvidden jämfört med den tidigare modellen.
Slutligen förklarade MAHLE att den utvecklade magnetfria motorn inte bara kan användas i vanliga elektriska passagerarfordon, utan även kan användas i kommersiella fordon genom förstärkning.MAHLE sa att han har startat massproduktionsforskning och han är övertygad om att när utvecklingen av den nya motorn är klar kommer han att kunna tillhandahålla mer stabila motorer med lägre kostnad och högre effektivitet.
Om denna teknik fullbordas kanske MAHLEs avancerade elmotorteknik kan bli en ny utgångspunkt för bättre elfordonsteknik.
Posttid: 2023-04-04