Η Mahle, μια γερμανική εταιρεία ανταλλακτικών αυτοκινήτων, έχει αναπτύξει ηλεκτρικούς κινητήρες υψηλής απόδοσης για ηλεκτρικά οχήματα και δεν αναμένεται να υπάρξει πίεση στην προσφορά και τη ζήτηση σπάνιων γαιών.
Σε αντίθεση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης, η βασική δομή και η αρχή λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων είναι εκπληκτικά απλή. Νομίζω ότι πολλοί άνθρωποι έπαιξαν με την «τετρακίνητη κίνηση» όταν ήταν νέοι. Υπάρχει ένας ηλεκτροκινητήρας σε αυτό.
Η αρχή λειτουργίας του κινητήρα είναι ότι το μαγνητικό πεδίο δρα στη δύναμη του ρεύματος για να κάνει τον κινητήρα να περιστρέφεται.Ένας κινητήρας είναι μια συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια. Χρησιμοποιεί ένα ενεργοποιημένο πηνίο για να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και δρα στον ρότορα για να σχηματίσει μια ροπή περιστροφής μαγνητοηλεκτρικής δύναμης.Ο κινητήρας είναι εύκολος στη χρήση, αξιόπιστος στη λειτουργία, χαμηλή τιμή και σταθερός στη δομή.
Τόσα πολλά πράγματα στη ζωή μας που μπορούν να περιστρέφονται, όπως πιστολάκια μαλλιών, ηλεκτρικές σκούπες κ.λπ., έχουν μοτέρ.
Ο κινητήρας σε ένα αμιγώς ηλεκτρικό όχημα είναι σχετικά μεγαλύτερος και πιο περίπλοκος, αλλά η βασική αρχή είναι η ίδια.
Το υλικό που απαιτείται για τη μετάδοση της δύναμης στον κινητήρα και το υλικό που μεταφέρει ηλεκτρισμό από την μπαταρία είναι το πηνίο χαλκού μέσα στον κινητήρα.Το υλικό που σχηματίζει το μαγνητικό πεδίο είναι ένας μαγνήτης.Αυτά είναι επίσης τα δύο πιο βασικά υλικά που συνθέτουν έναν κινητήρα.
Στο παρελθόν, οι μαγνήτες που χρησιμοποιούνταν στους ηλεκτροκινητήρες ήταν κυρίως μόνιμοι μαγνήτες από σίδηρο, αλλά το πρόβλημα είναι ότι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου είναι περιορισμένη.Έτσι, αν συρρικνώσετε τον κινητήρα στο μέγεθος που συνδέεται σε ένα smartphone σήμερα, δεν θα λάβετε τη μαγνητική δύναμη που χρειάζεστε.
Ωστόσο, στη δεκαετία του 1980, εμφανίστηκε ένας νέος τύπος μόνιμου μαγνήτη, που ονομάζεται «μαγνήτης νεοδυμίου».Οι μαγνήτες νεοδυμίου είναι περίπου δύο φορές πιο ισχυροί από τους συμβατικούς μαγνήτες.Ως αποτέλεσμα, χρησιμοποιείται σε ακουστικά και ακουστικά που είναι μικρότερα και πιο ισχυρά από τα smartphone.Επιπλέον, δεν είναι δύσκολο να βρούμε «μαγνήτες νεοδυμίου» στην καθημερινότητά μας.Τώρα, ορισμένα ηχεία, επαγωγικές κουζίνες και κινητά τηλέφωνα στη ζωή μας περιέχουν «μαγνήτες νεοδυμίου».
Ο λόγος που τα EV ξεκινούν τόσο γρήγορα σήμερα οφείλεται στους «μαγνήτες νεοδυμίου» που μπορούν να βελτιώσουν δραματικά το μέγεθος ή την απόδοση του κινητήρα.Ωστόσο, μετά την είσοδο στον 21ο αιώνα, έχει προκύψει ένα νέο πρόβλημα λόγω της χρήσης σπάνιων γαιών σε μαγνήτες νεοδυμίου.Οι περισσότεροι από τους πόρους σπάνιων γαιών βρίσκονται στην Κίνα. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, περίπου το 97% των πρώτων υλών με μαγνήτες σπάνιων γαιών στον κόσμο προμηθεύεται από την Κίνα. Επί του παρόντος, η εξαγωγή αυτού του πόρου έχει περιοριστεί αυστηρά.
Αφού ανέπτυξαν μαγνήτες νεοδυμίου, οι επιστήμονες προσπάθησαν και απέτυχαν να αναπτύξουν μικρότερους, ισχυρότερους και ακόμη φθηνότερους μαγνήτες.Δεδομένου ότι η Κίνα ελέγχει την προμήθεια διαφόρων σπάνιων μετάλλων και σπάνιων γαιών, ορισμένοι αναλυτές πιστεύουν ότι η τιμή των ηλεκτρικών οχημάτων δεν θα μειωθεί όπως αναμένεται.
Πρόσφατα, ωστόσο, η γερμανική εταιρεία ανάπτυξης τεχνολογίας και ανταλλακτικών αυτοκινήτων «Mahle» ανέπτυξε με επιτυχία έναν νέο τύπο κινητήρα που δεν περιέχει καθόλου στοιχεία σπάνιων γαιών.Ο κινητήρας που αναπτύχθηκε δεν περιέχει καθόλου μαγνήτες.
Αυτή η προσέγγιση στους κινητήρες είναι γνωστή ως «κινητήρας επαγωγής» και δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο περνώντας ρεύμα μέσω ενός στάτορα αντί για μαγνήτες μέσω των οποίων μπορεί να ρέει ρεύμα.Αυτή τη στιγμή, όταν ο ρότορας επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο, θα προκαλέσει ηλεκτροκινητική δυναμική ενέργεια και τα δύο αλληλεπιδρούν για να δημιουργήσουν περιστροφική δύναμη.
Με απλά λόγια, εάν το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μόνιμα με το τύλιγμα του κινητήρα με μόνιμους μαγνήτες, τότε η μέθοδος είναι να αντικατασταθούν οι μόνιμοι μαγνήτες με ηλεκτρομαγνήτες.Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα, η αρχή της λειτουργίας είναι απλή και είναι πολύ ανθεκτική.Το πιο σημαντικό, υπάρχει μικρή μείωση στην απόδοση παραγωγής θερμότητας και ένα από τα μειονεκτήματα των μαγνητών νεοδυμίου είναι ότι η απόδοσή τους μειώνεται όταν παράγεται υψηλή θερμότητα.
Αλλά έχει επίσης μειονεκτήματα, καθώς το ρεύμα συνεχίζει να ρέει μεταξύ του στάτορα και του ρότορα, η θερμότητα είναι πολύ σοβαρή.Φυσικά, είναι δυνατό να αξιοποιηθεί σωστά η θερμότητα που παράγεται από τη συγκομιδή και να χρησιμοποιηθεί ως θερμάστρα εσωτερικού αυτοκινήτου.Από εκεί και πέρα, υπάρχουν αρκετά μειονεκτήματα.Αλλά ο MAHLE ανακοίνωσε ότι είχε αναπτύξει με επιτυχία έναν μη μαγνητικό κινητήρα που αντικατέστησε τις ελλείψεις του κινητήρα επαγωγής.
Η MAHLE έχει δύο σημαντικά πλεονεκτήματα στον πρόσφατα αναπτυγμένο κινητήρα χωρίς μαγνήτη της.Δεν επηρεάζεται κανείς από την αστάθεια της προσφοράς και της ζήτησης σπάνιων γαιών.Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα περισσότερα από τα μέταλλα σπάνιων γαιών που χρησιμοποιούνται σε μόνιμους μαγνήτες προμηθεύονται επί του παρόντος από την Κίνα, αλλά οι μη μαγνήτες κινητήρες δεν επηρεάζονται από την πίεση της παροχής σπάνιων γαιών.Επιπλέον, καθώς δεν χρησιμοποιούνται υλικά σπάνιων γαιών, μπορεί να προμηθεύεται σε χαμηλότερη τιμή.
Το άλλο είναι ότι παρουσιάζει πολύ καλή απόδοση, με τους κινητήρες που χρησιμοποιούνται συνήθως σε ηλεκτρικά οχήματα να έχουν απόδοση περίπου 70-95%.Με άλλα λόγια, εάν παρέχετε το 100% της ισχύος, μπορείτε να παρέχετε το πολύ το 95% της εξόδου.Ωστόσο, σε αυτή τη διαδικασία, λόγω παραγόντων απώλειας όπως η απώλεια σιδήρου, η απώλεια παραγωγής είναι αναπόφευκτη.
Ωστόσο, ο Mahler λέγεται ότι είναι περισσότερο από 95% αποτελεσματικός στις περισσότερες περιπτώσεις και έως και 96% σε ορισμένες περιπτώσεις.Αν και δεν έχουν ανακοινωθεί οι ακριβείς αριθμοί, αναμένετε μια ελαφρά αύξηση της εμβέλειας σε σύγκριση με το προηγούμενο μοντέλο.
Τέλος, η MAHLE εξήγησε ότι ο κινητήρας που αναπτύχθηκε χωρίς μαγνητικά δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε συνηθισμένα επιβατικά ηλεκτρικά οχήματα, αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε επαγγελματικά οχήματα μέσω ενίσχυσης.Ο MAHLE είπε ότι έχει ξεκινήσει έρευνα μαζικής παραγωγής και πιστεύει ακράδαντα ότι μόλις ολοκληρωθεί η ανάπτυξη του νέου κινητήρα, θα είναι σε θέση να παρέχει πιο σταθερούς, χαμηλότερου κόστους και υψηλότερης απόδοσης κινητήρες.
Εάν ολοκληρωθεί αυτή η τεχνολογία, ίσως η προηγμένη τεχνολογία ηλεκτροκινητήρων της MAHLE να γίνει ένα νέο σημείο εκκίνησης για καλύτερη τεχνολογία ηλεκτρικών οχημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-04-2023