ماهله، یک شرکت آلمانی قطعات خودرو، موتورهای الکتریکی با راندمان بالا برای خودروهای برقی تولید کرده است و انتظار نمی رود که بر عرضه و تقاضای مواد کمیاب فشاری وارد شود.
برخلاف موتورهای احتراق داخلی، ساختار اصلی و اصل کار موتورهای الکتریکی به طرز شگفت آوری ساده است.من فکر می کنم بسیاری از مردم در جوانی با "چهار چرخ متحرک" بازی کرده اند.یک موتور الکتریکی در آن وجود دارد.
اصل کار موتور این است که میدان مغناطیسی بر نیروی جریان اثر می گذارد تا موتور بچرخد.موتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.از یک سیم پیچ پرانرژی برای تولید یک میدان مغناطیسی دوار استفاده می کند و روی روتور عمل می کند تا گشتاور چرخشی نیروی مغناطیسی الکتریکی را تشکیل دهد.موتور آسان برای استفاده، قابل اعتماد در عملکرد، قیمت پایین و ساختار محکم است.
خیلی چیزها در زندگی ما که قابلیت چرخش دارند، مانند سشوار، جاروبرقی و غیره، موتور دارند.
موتور در یک وسیله نقلیه الکتریکی خالص نسبتا بزرگتر و پیچیده تر است، اما اصل اساسی یکسان است.
ماده مورد نیاز برای انتقال نیرو در موتور و ماده ای که الکتریسیته را از باتری هدایت می کند، سیم پیچ مسی داخل موتور است.ماده ای که میدان مغناطیسی را تشکیل می دهد یک آهنربا است.اینها همچنین دو اساسی ترین موادی هستند که یک موتور را می سازند.
در گذشته آهنرباهای مورد استفاده در موتورهای الکتریکی عمدتا آهنرباهای دائمی از آهن بودند، اما مشکل این است که قدرت میدان مغناطیسی محدود است.بنابراین اگر امروز موتور را به اندازه ای که به گوشی هوشمند متصل می کند کوچک کنید، نیروی مغناطیسی مورد نیاز را دریافت نخواهید کرد.
با این حال، در دهه 1980، نوع جدیدی از آهنربای دائمی به نام "آهنربای نئودیمیوم" ظاهر شد.آهنرباهای نئودیمیم تقریباً دو برابر قویتر از آهنرباهای معمولی هستند.در نتیجه در هدفون ها و هدست هایی که کوچکتر و قدرتمندتر از گوشی های هوشمند هستند استفاده می شود.علاوه بر این، یافتن آهنرباهای نئودیمیم در زندگی روزمره ما دشوار نیست.اکنون، برخی از بلندگوها، اجاق‌های القایی و تلفن‌های همراه در زندگی ما حاوی «آهنربای نئودیمیم» هستند.
دلیل راه‌اندازی سریع خودروهای برقی امروزه به دلیل «آهن‌ربای‌های نئودیمیم» است که می‌توانند اندازه یا خروجی موتور را به‌طور چشمگیری بهبود بخشند.با این حال، پس از ورود به قرن 21، مشکل جدیدی به دلیل استفاده از خاک های کمیاب در آهنرباهای نئودیمیم ایجاد شده است.بیشتر منابع خاکی کمیاب در چین است.طبق آمار، حدود 97 درصد از مواد خام آهنربای خاکی کمیاب جهان توسط چین تامین می شود.در حال حاضر صادرات این منبع به شدت محدود شده است.
پس از توسعه آهنرباهای نئودیمیوم، دانشمندان تلاش کردند و نتوانستند آهنرباهای کوچکتر، قوی تر و حتی ارزان تر بسازند.از آنجایی که چین عرضه انواع فلزات کمیاب و خاکی کمیاب را کنترل می کند، برخی از تحلیلگران معتقدند که قیمت خودروهای الکتریکی آنطور که انتظار می رود کاهش نخواهد یافت.
با این حال، اخیراً شرکت آلمانی توسعه فناوری و قطعات خودرو "Mahle" با موفقیت نوع جدیدی از موتور را توسعه داده است که اصلاً حاوی عناصر کمیاب خاکی نیست.موتور توسعه یافته فاقد آهنربا است.
این رویکرد به موتورها به عنوان "موتور القایی" شناخته می شود و با عبور جریان از یک استاتور به جای آهنرباهایی که جریان می تواند از طریق آن جریان یابد، میدان مغناطیسی ایجاد می کند.در این زمان، هنگامی که روتور تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، انرژی پتانسیل الکتروموتور را القا می‌کند و این دو برای تولید نیروی چرخشی با هم تعامل دارند.
به بیان ساده، اگر میدان مغناطیسی به طور دائمی با پیچاندن موتور با آهنرباهای دائمی ایجاد شود، روش جایگزینی آهنرباهای دائمی با آهنرباهای الکتریکی است.این روش مزایای زیادی دارد، اصل کار ساده است و بسیار بادوام است.مهمتر از همه، کاهش کمی در راندمان تولید گرما وجود دارد و یکی از معایب آهنرباهای نئودیمیم این است که عملکرد آنها در هنگام تولید گرمای زیاد کاهش می یابد.
اما معایبی نیز دارد، از آنجایی که جریان بین استاتور و روتور به جریان می افتد، گرما بسیار جدی است.البته می توان از گرمای حاصل از برداشت به خوبی استفاده کرد و از آن به عنوان بخاری داخلی خودرو استفاده کرد.فراتر از آن، چندین جنبه منفی نیز وجود دارد.اما MAHLE اعلام کرد که با موفقیت یک موتور غیر مغناطیسی ساخته است که کاستی های موتور القایی را جبران می کند.
MAHLE دو مزیت عمده در موتور بدون آهنربا تازه توسعه یافته خود دارد.بی ثباتی عرضه و تقاضای خاک های کمیاب تحت تأثیر قرار نمی گیرد.همانطور که در بالا ذکر شد، اکثر فلزات خاکی کمیاب مورد استفاده در آهنرباهای دائمی در حال حاضر توسط چین عرضه می شوند، اما موتورهای غیر آهنربایی تحت تاثیر فشار منبع خاکی کمیاب قرار نمی گیرند.علاوه بر این، از آنجایی که از مواد خاکی کمیاب استفاده نمی شود، می توان آن را با قیمت کمتری عرضه کرد.
مورد دیگر این است که راندمان بسیار خوبی را نشان می دهد، با موتورهایی که معمولاً در وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود بازدهی حدود 70-95٪ دارند.به عبارت دیگر، اگر 100 درصد برق را تامین کنید، حداکثر می توانید 95 درصد از خروجی را تامین کنید.اما در این فرآیند به دلیل عوامل تلفاتی مانند هدررفت آهن، افت خروجی اجتناب ناپذیر است.
با این حال، گفته می شود که مالر در بیشتر موارد بیش از 95٪ کارآمد و در برخی موارد تا 96٪ کارآمد است.در حالی که اعداد دقیقی اعلام نشده است، انتظار افزایش اندکی برد نسبت به مدل قبلی را دارید.
در نهایت، MAHLE توضیح داد که موتور بدون مغناطیسی توسعه یافته نه تنها می تواند در وسایل نقلیه الکتریکی معمولی سواری استفاده شود، بلکه می تواند از طریق تقویت در خودروهای تجاری نیز استفاده شود.MAHLE گفت که او تحقیقات تولید انبوه را آغاز کرده است و کاملاً معتقد است که پس از تکمیل ساخت موتور جدید، او قادر خواهد بود موتورهای پایدارتر، کم‌هزینه‌تر و راندمان بالاتر را ارائه دهد.
اگر این فناوری تکمیل شود، شاید فناوری پیشرفته موتور الکتریکی MAHLE بتواند به نقطه شروع جدیدی برای فناوری بهتر خودروهای الکتریکی تبدیل شود.
زمان ارسال: فوریه-04-2023