Mahle, немецкая компания по производству автозапчастей, разработала высокоэффективные электродвигатели для электромобилей, и не ожидается, что это окажет давление на спрос и предложение редкоземельных элементов.
В отличие от двигателей внутреннего сгорания, основная конструкция и принцип работы электродвигателей удивительно просты. Думаю, многие люди в молодости играли с «полным приводом». В нем стоит электродвигатель.
Принцип работы двигателя заключается в том, что магнитное поле воздействует на силу тока, заставляя двигатель вращаться.Двигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Он использует катушку под напряжением для создания вращающегося магнитного поля и воздействует на ротор, создавая вращающий момент магнитоэлектрической силы.Двигатель прост в использовании, надежен в эксплуатации, имеет низкую цену и прочную конструкцию.
Очень многие вещи в нашей жизни, которые могут вращаться, например, фены, пылесосы и т. д., имеют двигатели.
Двигатель в чисто электрическом автомобиле относительно больше и сложнее, но основной принцип тот же.
Материалом, необходимым для передачи силы в двигателе, и материалом, проводящим электричество от батареи, является медная катушка внутри двигателя.Материал, образующий магнитное поле, является магнитом.Это также два основных материала, из которых состоит двигатель.
Раньше магниты, используемые в электродвигателях, представляли собой в основном постоянные магниты из железа, но проблема в том, что сила магнитного поля ограничена.Поэтому, если вы уменьшите двигатель до размера, который сегодня можно подключить к смартфону, вы не получите необходимую магнитную силу.
Однако в 1980-х годах появился новый тип постоянного магнита, получивший название «неодимовый магнит».Неодимовые магниты примерно в два раза сильнее обычных магнитов.В результате он используется в наушниках и гарнитурах, которые меньше и мощнее смартфонов.Кроме того, в нашей повседневной жизни нетрудно встретить «неодимовые магниты».Теперь некоторые колонки, индукционные плиты и мобильные телефоны в нашей жизни содержат «неодимовые магниты».
Причина, по которой сегодня электромобили запускаются так быстро, связана с «неодимовыми магнитами», которые могут значительно улучшить размер или мощность двигателя.Однако с наступлением XXI века возникла новая проблема, связанная с использованием редкоземельных элементов в неодимовых магнитах.Большая часть редкоземельных ресурсов находится в Китае. По статистике, около 97% мирового сырья для редкоземельных магнитов поставляется Китаем. В настоящее время экспорт этого ресурса строго ограничен.
После разработки неодимовых магнитов ученые безуспешно пытались разработать магниты меньшего размера, более сильные и даже более дешевые.Поскольку Китай контролирует поставки различных редких металлов и редкоземельных металлов, некоторые аналитики полагают, что цены на электромобили не упадут, как ожидается.
Однако недавно немецкая компания по разработке автомобильных технологий и запчастей Mahle успешно разработала новый тип двигателя, который вообще не содержит редкоземельных элементов.Разработанный двигатель вообще не содержит магнитов.
Этот подход к двигателям известен как «асинхронный двигатель», и он создает магнитное поле, пропуская ток через статор вместо магнитов, через которые может течь ток.В это время, когда на ротор воздействует магнитное поле, оно индуцирует электродвижущую потенциальную энергию, и они взаимодействуют, создавая вращательную силу.
Проще говоря, если магнитное поле постоянно создается путем обмотки двигателя постоянными магнитами, то метод заключается в замене постоянных магнитов электромагнитами.У этого метода много преимуществ, принцип работы прост, он очень долговечен.Самое главное, что эффективность тепловыделения снижается незначительно, а одним из недостатков неодимовых магнитов является то, что их производительность снижается при выделении большого количества тепла.
Но у него есть и недостатки, так как ток продолжает течь между статором и ротором, нагрев очень серьезный.Конечно, можно эффективно использовать тепло, выделяемое при сборе урожая, и использовать его в качестве обогрева салона автомобиля.Помимо этого, есть несколько минусов.Но компания MAHLE объявила, что успешно разработала немагнитный двигатель, компенсирующий недостатки асинхронного двигателя.
Компания MAHLE имеет два основных преимущества в своем недавно разработанном безмагнитном двигателе.На человека не влияет нестабильность спроса и предложения редкоземельных элементов.Как упоминалось выше, большая часть редкоземельных металлов, используемых в постоянных магнитах, в настоящее время поставляется из Китая, но давление редкоземельных металлов не влияет на немагнитные двигатели.Кроме того, поскольку не используются редкоземельные материалы, его можно поставить по более низкой цене.
Во-вторых, он показывает очень хороший КПД: двигатели, обычно используемые в электромобилях, имеют КПД около 70-95%.Другими словами, если вы обеспечиваете 100% мощности, вы можете обеспечить максимум 95% выходной мощности.Однако в этом процессе из-за таких факторов потерь, как потеря железа, потери производительности неизбежны.
Однако считается, что эффективность Малера в большинстве случаев превышает 95%, а в некоторых случаях достигает 96%.Хотя точные цифры не объявлены, ожидайте небольшого увеличения дальности полета по сравнению с предыдущей моделью.
Наконец, в MAHLE пояснили, что разработанный безмагнитный двигатель можно использовать не только в обычных пассажирских электромобилях, но и в коммерческих автомобилях за счет усиления.MAHLE сообщил, что он начал исследования в области массового производства и твердо верит, что как только разработка нового двигателя будет завершена, он сможет производить более стабильные, более дешевые и более эффективные двигатели.
Если эта технология будет реализована, возможно, передовая технология электродвигателей MAHLE станет новой отправной точкой для более совершенных технологий электромобилей.
Время публикации: 04 февраля 2023 г.