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德國新型純電動汽車電機曝光,不用稀土,磁鐵

德國汽車零部件公司馬勒,開發出高效率的EV用電動機,預計不會出現稀土供需壓力。

與內燃機不一樣,電動機的基本結構和工作原理出奇地簡單,我想很多人小時候都玩兒過“四驅車”裡面就有一個電動馬達。

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電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。電動機是把電能轉換成機械能的一種裝置,它是利用通電線圈產生旋轉磁場並作用於轉子形成磁電動力旋轉扭矩。電動機使用方便、執行可靠、價格低廉、結構牢固。

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所以我們生活中很多東西能夠旋轉的東西,比如說電吹風,吸塵器等等,都有電動機的身影。

而純電動汽車裡的電動機,相對來說就大得多,也複雜得多,但是基本原理是一樣的。

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電動機中所需要的傳遞力的材料,從電池中導電的材料就是電機內部的銅線圈。而形成磁場的材料正是磁鐵。這也是構成電動機的兩個最基本材料。

過去,電動機中使用的磁鐵主要是鐵製的永磁體,但問題是磁場的強度是有限的。因此,如果將電機的尺寸縮小到今天插入智慧手機的程度,則無法獲得所需的磁力。

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然而,在 1980 年代,出現了一種新的永磁體,叫做“釹磁鐵”。釹磁鐵的強度大約是傳統磁鐵的兩倍。因此,它被用於比智慧手機更小、功能更強大的耳機和頭戴式耳機中。除此之外,我們日常生活中不難發現“釹磁鐵”。現在,我們生活中一些揚聲器,電磁爐,手機中,都包含有“釹磁鐵”。

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而今天電動汽車能夠如此迅速地啟動的原因是由於“釹磁鐵”可以顯著改善電機的尺寸或輸出。然而,在進入21世紀之後,又出現了一個新問題,這是因為釹磁鐵中使用了稀土。而稀土資源大部分都在中國,根據統計,世界上大約97%的稀土磁鐵原材料是由中國供應的,目前這種資源已經被嚴格的限制出口。

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在開發出釹磁鐵之後,科學家們試圖開發出更小、更強大、甚至更便宜的磁鐵,但都失敗了。由於中國控制了各種稀有金屬和稀土的供應,也有分析認為電動汽車的價格不會像預期的那樣下降。

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然而,最近,德國汽車技術和零部件開發公司“馬勒”成功開發出一種完全不含稀土元素的新型電機。開發的電機根本不包含磁鐵。

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這種電機方法就是“感應電機”,它透過使電流流過定子而不是電流可以流過的磁鐵來產生磁場。此時轉子受磁場作用時,會感應出電動勢能,兩者相互作用產生旋轉力。

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簡單地說,如果透過用永磁鐵包裹電機來永久產生磁場,那麼這種方法就是用電磁鐵代替永磁體。這種方法有很多優點,操作原理簡單,非常耐用。最重要的是,發熱效率幾乎沒有降低,釹磁鐵的缺點之一是在產生高熱量時其效能會下降。

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但是它也有缺點,由於電流繼續在定子和轉子之間流動,因此發熱很嚴重。當然,可以充分利用手機產生的熱量並將其用作車內加熱器。除此之外,還有幾個缺點。但馬勒公司宣佈他成功開發了一種無磁電機,彌補了感應電機的缺點。

馬勒在其新開發的無磁電機中擁有兩大優勢。一是不受稀土供需不穩定性影響。如上所述,目前用於永磁鐵的稀土金屬大部分由中國供應,但無磁電機則不受稀土供應壓力的影響。另外,因為不使用稀土材料,所以可以以較低的價格供應。

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另一個是它顯示出非常好的效率,電動汽車中常用的電機的效率約為 70-95%。換句話說,如果您提供 100% 的電源,則最多可以提供 95% 的輸出。但是,在這個過程中,由於鐵損等損耗因素,輸出損耗是不可避免的。

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然而,據說在大多數情況下,馬勒的效率超過 95%,在某些情況下高達 96%。雖然具體數字還沒有公佈,但預計續航里程相比前代車型會略有增加。

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最後,馬勒解釋說,開發的無磁電機不僅可以用於普通乘用電動車,還可以透過放大用於商用車。馬勒表示已開始量產研究,他堅信,一旦新電機的開發完成,他將能夠提供更穩定、成本更低、效率更高的電機。

如果這項技術完成,也許馬勒的先進電機技術可以成為更好的電動汽車技術的新起點。