Mahle, en tysk autopartsvirksomhed, har udviklet højeffektive elmotorer til elbiler, og det forventes ikke, at der vil være pres på udbud og efterspørgsel af sjældne jordarter.
I modsætning til forbrændingsmotorer er den grundlæggende struktur og arbejdsprincip for elektriske motorer overraskende enkel.Jeg tror, mange mennesker har leget med "firehjulstrækker", da de var unge.Der er en elmotor i den.
Motorens arbejdsprincip er, at magnetfeltet virker på strømmens kraft for at få motoren til at rotere.En motor er en enhed, der omdanner elektrisk energi til mekanisk energi.Den bruger en strømforsynet spole til at generere et roterende magnetfelt og virker på rotoren for at danne et magnetoelektrisk kraftrotationsmoment.Motoren er nem at bruge, pålidelig i drift, lav i pris og fast i strukturen.
Så mange ting i vores liv, der kan rotere, såsom hårtørrere, støvsugere osv., har motorer.
Motoren i et rent elektrisk køretøj er relativt større og mere kompliceret, men grundprincippet er det samme.
Det materiale, der skal til for at overføre kraft i motoren, og det materiale, der leder elektricitet fra batteriet, er kobberspolen inde i motoren.Materialet, der danner magnetfeltet, er en magnet.Disse er også de to mest grundlæggende materialer, der udgør en motor.
Tidligere var de magneter, der blev brugt i elektriske motorer, hovedsageligt permanente magneter lavet af jern, men problemet er, at styrken af magnetfeltet er begrænset.Så hvis du krymper motoren ned til den størrelse, den sætter i en smartphone i dag, får du ikke den magnetiske kraft, du har brug for.
Men i 1980'erne dukkede en ny type permanent magnet op, kaldet en "neodymmagnet".Neodymmagneter er omkring dobbelt så stærke som konventionelle magneter.Som følge heraf bruges den i høretelefoner og headset, der er mindre og mere kraftfulde end smartphones.Derudover er det ikke svært at finde "neodymmagneter" i vores daglige liv.Nu indeholder nogle højttalere, induktionskomfurer og mobiltelefoner i vores liv "neodymmagneter".
Grunden til, at elbiler starter så hurtigt i dag, skyldes "neodymmagneter", der dramatisk kan forbedre størrelsen eller outputtet af motoren.Efter at være trådt ind i det 21. århundrede er der dog opstået et nyt problem på grund af brugen af sjældne jordarter i neodymmagneter.De fleste af de sjældne jordarters ressourcer findes i Kina.Ifølge statistikker er omkring 97% af verdens sjældne jordarters magnetråmaterialer leveret af Kina.På nuværende tidspunkt er eksporten af denne ressource strengt begrænset.
Efter at have udviklet neodymmagneter, forsøgte videnskabsmænd og undlod at udvikle mindre, stærkere og endnu billigere magneter.Da Kina kontrollerer udbuddet af forskellige sjældne metaller og sjældne jordarter, mener nogle analytikere, at prisen på elektriske køretøjer ikke vil falde som forventet.
For nylig har den tyske bilteknologi- og deleudviklingsvirksomhed "Mahle" dog med succes udviklet en ny type motor, der slet ikke indeholder sjældne jordarters elementer.Den udviklede motor indeholder ingen magneter overhovedet.
Denne tilgang til motorer er kendt som en "induktionsmotor", og den skaber et magnetfelt ved at sende strøm gennem en stator i stedet for magneter, hvorigennem strømmen kan strømme.På dette tidspunkt, når rotoren påvirkes af magnetfeltet, vil den inducere elektromotorisk potentiel energi, og de to interagerer for at generere rotationskraft.
Kort sagt, hvis magnetfeltet permanent genereres ved at pakke motoren ind med permanente magneter, så er metoden at erstatte de permanente magneter med elektromagneter.Denne metode har mange fordele, operationsprincippet er enkelt, og det er meget holdbart.Vigtigst er det, at der er ringe reduktion i varmegenereringseffektiviteten, og en af ulemperne ved neodymmagneter er, at deres ydeevne falder, når der genereres høj varme.
Men det har også ulemper, da strømmen fortsætter med at flyde mellem statoren og rotoren, er varmen meget alvorlig.Det er selvfølgelig muligt at udnytte den varme, der genereres ved høst, og bruge den som kabinevarmer i bilen.Ud over det er der flere ulemper.Men MAHLE meddelte, at han med succes havde udviklet en ikke-magnetisk motor, der kompenserede for manglerne ved induktionsmotoren.
MAHLE har to store fordele i sin nyudviklede magnetløse motor.Man er ikke påvirket af ustabiliteten af sjældne jordarters udbud og efterspørgsel.Som nævnt ovenfor er de fleste af de sjældne jordarters metaller, der bruges i permanente magneter, i øjeblikket leveret af Kina, men ikke-magnetmotorer påvirkes ikke af trykket fra sjældne jordarters forsyning.Da der ikke anvendes sjældne jordarters materialer, kan det desuden leveres til en lavere pris.
Den anden er, at den viser meget god effektivitet, hvor motorer, der almindeligvis anvendes i elektriske køretøjer, har en effektivitet på omkring 70-95%.Med andre ord, hvis du leverer 100% af strømmen, kan du højst levere 95% af output.Men i denne proces, på grund af tabsfaktorer såsom jerntab, er outputtab uundgåeligt.
Mahler siges dog at være mere end 95 % effektiv i de fleste tilfælde og så høj som 96 % i nogle tilfælde.Selvom de nøjagtige tal ikke er blevet annonceret, kan du forvente en lille stigning i rækkevidden sammenlignet med den tidligere model.
Endelig forklarede MAHLE, at den udviklede magnetfri motor ikke kun kan bruges i almindelige elektriske passagerkøretøjer, men også kan bruges i erhvervskøretøjer gennem forstærkning.MAHLE sagde, at han har startet masseproduktionsforskning, og han er overbevist om, at når udviklingen af den nye motor er afsluttet, vil han være i stand til at levere mere stabile, lavere omkostninger og højere effektivitetsmotorer.
Hvis denne teknologi fuldendes, kan MAHLEs avancerede elmotorteknologi måske blive et nyt udgangspunkt for bedre elbilteknologi.
Posttid: 04-02-2023