Mahle, חברת חלקי חילוף לרכב גרמנית, פיתחה מנועים חשמליים בעלי יעילות גבוהה לרכבי רכב חשמליים, ולא צפוי שיהיה לחץ על ההיצע והביקוש של כדור הארץ נדיר.
בניגוד למנועי בעירה פנימית, המבנה הבסיסי ועקרון העבודה של מנועים חשמליים פשוטים באופן מפתיע.אני חושב שאנשים רבים שיחקו עם "הנעה ארבע גלגלים" כשהיו צעירים.יש בו מנוע חשמלי.
עקרון העבודה של המנוע הוא שהשדה המגנטי פועל על כוח הזרם כדי לגרום למנוע להסתובב.מנוע הוא מכשיר הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית.הוא משתמש בסליל מופעל כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב ופועל על הרוטור כדי ליצור מומנט סיבוב כוח מגנטו-אלקטרי.המנוע קל לשימוש, אמין בתפעול, נמוך במחיר וחזק במבנהו.
לכל כך הרבה דברים בחיים שלנו שיכולים להסתובב, כמו מייבשי שיער, שואבי אבק וכו', יש מנועים.
המנוע ברכב חשמלי טהור הוא יחסית גדול ומסובך יותר, אבל העיקרון הבסיסי זהה.
החומר הדרוש להעברת כוח במנוע, והחומר שמוליך חשמל מהסוללה הוא סליל הנחושת שבתוך המנוע.החומר שיוצר את השדה המגנטי הוא מגנט.אלו הם גם שני החומרים הבסיסיים ביותר המרכיבים מנוע.
בעבר, המגנטים ששימשו למנועים חשמליים היו בעיקר מגנטים קבועים העשויים מברזל, אך הבעיה היא שעוצמת השדה המגנטי מוגבלת.אז אם תכווץ את המנוע לגודל שהוא מחבר לסמארטפון היום, לא תקבל את הכוח המגנטי שאתה צריך.
עם זאת, בשנות ה-80 הופיע סוג חדש של מגנט קבוע, שנקרא "מגנט ניאודימיום".מגנטים ניאודימיום חזקים בערך פי שניים ממגנטים רגילים.כתוצאה מכך, הוא משמש באוזניות ואוזניות קטנות וחזקות יותר מסמארטפונים.בנוסף, לא קשה למצוא "מגנטים ניאודימיום" בחיי היומיום שלנו.כעת, כמה רמקולים, כיריים אינדוקציה וטלפונים ניידים בחיינו מכילים "מגנטים ניאודימיום".
הסיבה שמכוניות חשמליות מתחילות כל כך מהר היום היא בגלל "מגנטים ניאודימיום" שיכולים לשפר באופן דרמטי את הגודל או התפוקה של המנוע.עם זאת, לאחר הכניסה למאה ה-21, נוצרה בעיה חדשה עקב השימוש בכדורי אדמה נדירים במגנטים של ניאודימיום.רוב משאבי כדור הארץ הנדירים נמצאים בסין.על פי הסטטיסטיקה, כ-97% מחומרי הגלם המגנטים של כדור הארץ הנדירים בעולם מסופקים על ידי סין.נכון לעכשיו, הייצוא של משאב זה הוגבל בהחלט.
לאחר שפיתחו מגנטים ניאודימיום, מדענים ניסו ולא הצליחו לפתח מגנטים קטנים, חזקים ואפילו זולים יותר.מכיוון שסין שולטת באספקת מתכות נדירות שונות ואדמה נדירה, חלק מהאנליסטים מאמינים שמחיר הרכבים החשמליים לא יירד כצפוי.
אולם לאחרונה, חברת פיתוח טכנולוגיות הרכב וחלקי הרכב הגרמנית "Mahle" פיתחה בהצלחה סוג חדש של מנוע שאינו מכיל אלמנטים נדירים של אדמה כלל.המנוע שפותח אינו מכיל מגנטים כלל.
גישה זו למנועים ידועה כ"מנוע אינדוקציה" והיא יוצרת שדה מגנטי על ידי העברת זרם דרך סטטור במקום מגנטים שדרכם יכול לזרום זרם.בשלב זה, כאשר הרוטור מושפע מהשדה המגנטי, הוא יגרום לאנרגיה פוטנציאלית אלקטרו-מוטיבית, והשניים מקיימים אינטראקציה כדי ליצור כוח סיבובי.
במילים פשוטות, אם השדה המגנטי נוצר באופן קבוע על ידי עטיפת המנוע במגנטים קבועים, אז השיטה היא להחליף את המגנטים הקבועים באלקטרומגנטים.לשיטה זו יתרונות רבים, עקרון הפעולה פשוט, והיא עמידה מאוד.והכי חשוב, יש ירידה קטנה ביעילות ייצור החום, ואחד החסרונות של מגנטים ניאודימיום הוא שהביצועים שלהם יורדים כאשר נוצר חום גבוה.
אבל יש לזה גם חסרונות, מכיוון שהזרם ממשיך לזרום בין הסטטור לרוטור, החום חמור מאוד.כמובן שניתן לנצל היטב את החום שנוצר מהקטיף ולהשתמש בו כמחמם פנים לרכב.מעבר לזה, יש כמה חסרונות.אבל MAHLE הודיע שהוא פיתח בהצלחה מנוע לא מגנטי שיפצה על החסרונות של מנוע האינדוקציה.
ל-MAHLE שני יתרונות עיקריים במנוע החדש שפותח ללא מגנט.אחד לא מושפע מחוסר היציבות של היצע וביקוש של אדמה נדירה.כפי שהוזכר לעיל, רוב מתכות האדמה הנדירות המשמשות במגנטים קבועים מסופקות כיום על ידי סין, אך מנועים שאינם מגנטים אינם מושפעים מהלחץ של אספקת אדמה נדירה.בנוסף, מכיוון שלא נעשה שימוש בחומרי אדמה נדירים, ניתן לספק אותם במחיר נמוך יותר.
השני הוא שהוא מציג יעילות טובה מאוד, כאשר מנועים בשימוש נפוץ בכלי רכב חשמליים בעלי נצילות של בסביבות 70-95%.במילים אחרות, אם אתה מספק 100% מהספק, אתה יכול לספק לכל היותר 95% מהתפוקה.עם זאת, בתהליך זה, עקב גורמי אובדן כגון אובדן ברזל, אובדן תפוקה הוא בלתי נמנע.
עם זאת, אומרים כי מאהלר יעיל ביותר מ-95% ברוב המקרים, ובמקרים מסוימים גבוה עד 96%.למרות שמספרים מדויקים לא פורסמו, צפו לעלייה קלה בטווח בהשוואה לדגם הקודם.
לבסוף, MAHLE הסביר כי המנוע שפותח ללא מגנטי יכול לשמש לא רק בכלי רכב חשמליים רגילים של נוסעים, אלא גם יכול לשמש בכלי רכב מסחריים באמצעות הגברה.MAHLE אמר שהוא התחיל במחקר ייצור המוני, והוא מאמין בתוקף שברגע שהפיתוח של המנוע החדש יושלם, הוא יוכל לספק מנועים יציבים יותר, בעלויות נמוכות יותר ויעילות גבוהה יותר.
אם הטכנולוגיה הזו תושלם, אולי טכנולוגיית המנוע החשמלי המתקדם של MAHLE יכולה להפוך לנקודת מוצא חדשה לטכנולוגיית רכב חשמלי טובה יותר.
זמן פרסום: פברואר-04-2023