Alman otomobil parçası şirketi Mahle, elektrikli araçlar için yüksek verimli elektrik motorları geliştirdi ve nadir toprak elementlerinin arz ve talebinde baskı oluşması beklenmiyor.
Elektrik motorlarının temel yapısı ve çalışma prensibi, içten yanmalı motorlardan farklı olarak şaşırtıcı derecede basittir. Pek çok insanın gençliğinde “dört tekerlekten çekiş” ile oynadığını düşünüyorum. İçinde bir elektrik motoru var.
Motorun çalışma prensibi, manyetik alanın, akımın kuvvetine etki ederek motorun dönmesini sağlamasıdır.Motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır. Dönen bir manyetik alan oluşturmak için enerjilendirilmiş bir bobin kullanır ve bir manyetoelektrik kuvvet dönme torku oluşturmak için rotor üzerinde hareket eder.Motorun kullanımı kolaydır, kullanımı güvenilirdir, fiyatı düşüktür ve sağlam bir yapıya sahiptir.
Hayatımızda saç kurutma makinesi, elektrikli süpürge gibi dönebilen pek çok şeyin motoru vardır.
Tamamen elektrikli bir aracın motoru nispeten daha büyük ve daha karmaşıktır ancak temel prensip aynıdır.
Motorda kuvvet iletmek için ihtiyaç duyulan malzeme ve aküden elektriği ileten malzeme ise motorun içindeki bakır bobindir.Manyetik alanı oluşturan madde mıknatıstır.Bunlar aynı zamanda motoru oluşturan en temel iki malzemedir.
Geçmişte elektrik motorlarında kullanılan mıknatıslar çoğunlukla demirden yapılmış kalıcı mıknatıslardı ancak sorun, manyetik alanın gücünün sınırlı olmasıdır.Yani eğer motoru bugün bir akıllı telefona takılacağı boyuta küçültürseniz ihtiyacınız olan manyetik gücü elde edemezsiniz.
Ancak 1980'lerde "neodimyum mıknatıs" adı verilen yeni bir kalıcı mıknatıs türü ortaya çıktı.Neodimyum mıknatıslar geleneksel mıknatıslardan yaklaşık iki kat daha güçlüdür.Sonuç olarak akıllı telefonlardan daha küçük ve daha güçlü olan kulaklık ve kulaklıklarda kullanılıyor.Ayrıca günlük hayatımızda “neodimyum mıknatısları” bulmak hiç de zor değil.Artık hayatımızdaki bazı hoparlörler, indüksiyonlu ocaklar ve cep telefonları “neodimyum mıknatıslar” içeriyor.
Günümüzde EV'lerin bu kadar hızlı başlamasının nedeni, motorun boyutunu veya çıkışını önemli ölçüde artırabilen "neodimyum mıknatıslar"dır.Ancak 21. yüzyıla girdikten sonra neodim mıknatıslarda nadir toprakların kullanılması nedeniyle yeni bir sorun ortaya çıktı.Nadir toprak kaynaklarının çoğu Çin'dedir. İstatistiklere göre dünyadaki nadir toprak mıknatısı hammaddelerinin yaklaşık %97'si Çin tarafından sağlanıyor. Şu anda bu kaynağın ihracatı kesinlikle kısıtlanmıştır.
Bilim insanları neodimyum mıknatısları geliştirdikten sonra daha küçük, daha güçlü ve hatta daha ucuz mıknatıslar geliştirmeyi denediler ama başaramadılar.Çin, çeşitli nadir metallerin ve nadir toprak elementlerinin tedarikini kontrol ettiğinden, bazı analistler elektrikli araçların fiyatlarının beklendiği gibi düşmeyeceğine inanıyor.
Ancak yakın zamanda Alman otomotiv teknolojisi ve parça geliştirme şirketi “Mahle”, hiçbir şekilde nadir toprak elementleri içermeyen yeni bir motor tipini başarıyla geliştirdi.Geliştirilen motorda hiçbir şekilde mıknatıs bulunmamaktadır.
Motorlara yönelik bu yaklaşım “endüksiyon motoru” olarak bilinir ve içinden akımın akabileceği mıknatıslar yerine statordan akım geçirerek manyetik alan oluşturur.Bu sırada, rotor manyetik alandan etkilendiğinde, elektromotor potansiyel enerjisini indükleyecek ve ikisi etkileşime girerek dönme kuvveti oluşturacaktır.
Basitçe söylemek gerekirse, eğer manyetik alan, motorun kalıcı mıknatıslarla sarılmasıyla kalıcı olarak üretiliyorsa, o zaman yöntem, kalıcı mıknatısların elektromıknatıslarla değiştirilmesidir.Bu yöntemin birçok avantajı vardır, çalışma prensibi basittir ve çok dayanıklıdır.En önemlisi ısı üretim verimliliğinde çok az azalma olur ve neodim mıknatısların dezavantajlarından biri de yüksek ısı oluştuğunda performanslarının düşmesidir.
Ancak dezavantajları da vardır, stator ile rotor arasında akım akmaya devam ettiğinden ısınma çok ciddidir.Elbette hasat sırasında ortaya çıkan ısıyı iyi bir şekilde değerlendirmek ve bunu araç içi ısıtıcı olarak kullanmak mümkün.Bunun ötesinde birçok olumsuzluk var.Ancak MAHLE, asenkron motorun eksikliklerini telafi eden, manyetik olmayan bir motoru başarıyla geliştirdiğini duyurdu.
MAHLE'nin yeni geliştirdiği mıknatıssız motorun iki önemli avantajı var.Nadir toprak arz ve talebindeki istikrarsızlıktan kimse etkilenmez.Yukarıda belirtildiği gibi, kalıcı mıknatıslarda kullanılan nadir toprak metallerinin çoğu şu anda Çin tarafından tedarik edilmektedir, ancak mıknatıssız motorlar, nadir toprak tedarikinin baskısından etkilenmemektedir.Ayrıca nadir toprak malzemeleri kullanılmadığından daha düşük fiyata temin edilebilmektedir.
Diğeri ise çok iyi verim göstermesi, elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan motorların veriminin %70-95 civarında olması.Yani gücün %100’ünü sağlarsanız çıkışın en fazla %95’ini sağlayabilirsiniz.Ancak bu süreçte demir kaybı gibi kayıp faktörlerinden dolayı üretim kaybı kaçınılmazdır.
Ancak Mahler'in çoğu durumda %95'ten fazla, bazı durumlarda ise %96'ya kadar verimli olduğu söyleniyor.Kesin rakamlar açıklanmamış olsa da, önceki modele kıyasla menzilde hafif bir artış beklenebilir.
Son olarak MAHLE, geliştirilen manyetiksiz motorun yalnızca sıradan elektrikli binek araçlarda kullanılamayacağını, aynı zamanda amplifikasyon yoluyla ticari araçlarda da kullanılabileceğini açıkladı.MAHLE, seri üretim araştırmalarına başladığını ve yeni motorun geliştirilmesi tamamlandığında daha stabil, daha düşük maliyetli ve daha yüksek verimli motorlar sunabileceğine kesinlikle inandığını söyledi.
Bu teknolojinin tamamlanması halinde, belki de MAHLE'nin gelişmiş elektrik motoru teknolojisi, daha iyi elektrikli araç teknolojisi için yeni bir başlangıç noktası haline gelebilir.
Gönderim zamanı: Şubat-04-2023