Mahle, et tysk bildelerfirma, har utviklet høyeffektive elektriske motorer for elbiler, og det forventes ikke at det vil være press på tilbud og etterspørsel etter sjeldne jordarter.
I motsetning til forbrenningsmotorer er den grunnleggende strukturen og arbeidsprinsippet til elektriske motorer overraskende enkel. Jeg tror mange har lekt med "firehjulstrekk" da de var unge. Det er en elektrisk motor i den.
Arbeidsprinsippet til motoren er at magnetfeltet virker på kraften til strømmen for å få motoren til å rotere.En motor er en enhet som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi. Den bruker en energisert spole for å generere et roterende magnetfelt og virker på rotoren for å danne et magnetoelektrisk kraftrotasjonsmoment.Motoren er enkel å bruke, pålitelig i drift, lav pris og fast struktur.
Så mange ting i livet vårt som kan rotere, som hårfønere, støvsugere osv., har motorer.
Motoren i et rent elektrisk kjøretøy er relativt større og mer komplisert, men grunnprinsippet er det samme.
Materialet som trengs for å overføre kraft i motoren, og materialet som leder elektrisitet fra batteriet er kobberspolen inne i motoren.Materialet som danner magnetfeltet er en magnet.Dette er også de to mest grunnleggende materialene som utgjør en motor.
Tidligere var magnetene som ble brukt i elektriske motorer hovedsakelig permanentmagneter laget av jern, men problemet er at styrken på magnetfeltet er begrenset.Så hvis du krymper motoren ned til størrelsen den kobles til en smarttelefon i dag, får du ikke den magnetiske kraften du trenger.
Men på 1980-tallet dukket det opp en ny type permanent magnet, kalt en "neodymmagnet".Neodymmagneter er omtrent dobbelt så sterke som konvensjonelle magneter.Som et resultat brukes den i øretelefoner og hodesett som er mindre og kraftigere enn smarttelefoner.I tillegg er det ikke vanskelig å finne "neodymmagneter" i vårt daglige liv.Nå inneholder noen høyttalere, induksjonskomfyrer og mobiltelefoner i livene våre "neodymmagneter".
Grunnen til at elbiler starter opp så raskt i dag, skyldes "neodymmagneter" som dramatisk kan forbedre størrelsen eller ytelsen til motoren.Etter å ha gått inn i det 21. århundre har det imidlertid oppstått et nytt problem på grunn av bruken av sjeldne jordarter i neodymmagneter.De fleste sjeldne jordartsressurser er i Kina. I følge statistikk er rundt 97% av verdens råmaterialer for sjeldne jordarters magneter levert av Kina. For tiden er eksporten av denne ressursen strengt begrenset.
Etter å ha utviklet neodymmagneter, prøvde forskerne og klarte ikke å utvikle mindre, sterkere og enda billigere magneter.Siden Kina kontrollerer tilbudet av ulike sjeldne metaller og sjeldne jordarter, mener noen analytikere at prisen på elektriske kjøretøy ikke vil falle som forventet.
Nylig har imidlertid det tyske bilteknologi- og delerutviklingsselskapet "Mahle" utviklet en ny type motor som ikke inneholder sjeldne jordartselementer i det hele tatt.Den utviklede motoren inneholder ingen magneter i det hele tatt.
Denne tilnærmingen til motorer er kjent som en "induksjonsmotor", og den skaper et magnetfelt ved å sende strøm gjennom en stator i stedet for magneter som strøm kan flyte gjennom.På dette tidspunktet, når rotoren påvirkes av magnetfeltet, vil den indusere elektromotorisk potensiell energi, og de to samhandler for å generere rotasjonskraft.
Enkelt sagt, hvis magnetfeltet genereres permanent ved å pakke motoren med permanente magneter, så er metoden å erstatte de permanente magnetene med elektromagneter.Denne metoden har mange fordeler, operasjonsprinsippet er enkelt, og det er veldig holdbart.Det viktigste er at det er liten reduksjon i varmegenereringseffektiviteten, og en av ulempene med neodymmagneter er at ytelsen reduseres når høy varme genereres.
Men det har også ulemper, siden strømmen fortsetter å flyte mellom statoren og rotoren, er varmen veldig alvorlig.Det er selvsagt mulig å utnytte varmen som genereres ved høsting godt og bruke den som kupévarmer i bilen.Utover det er det flere ulemper.Men MAHLE kunngjorde at han hadde utviklet en ikke-magnetisk motor som gjorde opp for manglene ved induksjonsmotoren.
MAHLE har to store fordeler i sin nyutviklede magnetløse motor.Man blir ikke påvirket av ustabiliteten til tilbud og etterspørsel etter sjeldne jordarter.Som nevnt ovenfor, er de fleste av de sjeldne jordmetallene som brukes i permanente magneter for tiden levert av Kina, men ikke-magnetmotorer påvirkes ikke av trykket fra sjeldne jordartsforsyninger.I tillegg, siden sjeldne jordartsmaterialer ikke brukes, kan det leveres til en lavere pris.
Den andre er at den viser veldig god effektivitet, med motorer som vanligvis brukes i elektriske kjøretøy med en effektivitet på rundt 70-95%.Med andre ord, hvis du yter 100 % av kraften, kan du maksimalt levere 95 % av effekten.Men i denne prosessen, på grunn av tapsfaktorer som jerntap, er produksjonstap uunngåelig.
Imidlertid sies Mahler å være mer enn 95 % effektiv i de fleste tilfeller og så høy som 96 % i noen tilfeller.Selv om eksakte tall ikke er kunngjort, forvent en liten økning i rekkevidde sammenlignet med forrige modell.
Til slutt forklarte MAHLE at den utviklede magnetfrie motoren ikke bare kan brukes i vanlige elektriske passasjerkjøretøyer, men også kan brukes i nyttekjøretøy gjennom forsterkning.MAHLE sa at han har startet masseproduksjonsforskning, og han er overbevist om at når utviklingen av den nye motoren er fullført, vil han kunne tilby mer stabile, lavere kostnader og høyere effektivitetsmotorer.
Hvis denne teknologien fullføres, kan kanskje MAHLEs avanserte elmotorteknologi bli et nytt utgangspunkt for bedre elbilteknologi.
Innleggstid: 04-02-2023