Изследователите твърдят, че новият мотор може да работи при над 18 000 об./мин. Източник: CCTV
На 5 юни беше представена високопроизводителна технология за двигатели с аксиален поток, разработена от китайски изследователи, която включва нов материал за постоянни магнити, предназначен за електрически превозни средства, хуманоидни роботи и летателни апарати, летящи на ниска височина, според CCTV.
Проектът е разработен съвместно от Pangoo Power и Института по материалознание и инженерство в Нинбо към Китайската академия на науките. Партньорите представиха специален материал за постоянни магнити, проектиран специално за двигатели с аксиален поток, който подобрява магнитната енергия, стабилността при високи температури и механичната якост, като същевременно запазва съвместимостта с масовото производство.
Защо двигателите с аксиален поток привличат вниманието
Аксиалните двигатели се различават от конвенционалните радиални двигатели, като насочват магнитния поток успоредно на вала на двигателя, а не навън от центъра. Тази дисковидна архитектура съкращава аксиалната дължина на двигателя и позволява генериране на въртящ момент по-близо до външния диаметър, което увеличава въртящия момент и плътността на мощността, като същевременно намалява теглото.
Дизайнът датира от най-ранните електродвигатели, разработени от физика Майкъл Фарадей през 19-ти век. Ограниченията в магнитните материали и производствените техники обаче попречиха на широкото им комерсиализиране. Напредъкът в постоянните магнити, силовата електроника и прецизното производство поднови интереса към технологията.
Китайски изследователи заявиха, че двигателите с аксиален поток могат да намалят теглото и аксиалните размери с приблизително 50% в сравнение с традиционните двигатели, осигуряващи сходна производителност. Тези характеристики са особено важни за електромобилите, където компактните задвижващи системи могат да освободят пространство в шасито и да подобрят ефективността на опаковката.
Нов магнитен материал преодолява индустриалните пречки
Постигането на 25,73 kW/kg и 18 000 об/мин решава един от дългогодишните проблеми на двигателите с аксиален поток. Исторически погледнато, дисковидната архитектура е била по-трудна за стабилизиране при високи скорости на въртене поради структурни деформации и дисбаланси в магнитната сила. Подобренията в магнитните материали и термичната стабилност спомагат за намаляване на тези ограничения, като позволяват работа при продължителни условия на високо натоварване, изисквани от съвременните задвижващи системи на електромобилите.
Новоразработеният магнитен материал отговаря на няколко дългогодишни предизвикателства при внедряването на двигатели с аксиален поток. Инженерите оптимизираха магнитните формули, усъвършенстваха микроструктурите и подобриха устойчивостта на високи температури, за да намалят размагнитването при условия на работа с висока скорост и високо натоварване.
Полученият готов за производство двигател постига ефективна плътност на мощността от 25,73 kW/kg и надхвърля 18 000 об/мин. Изследователите заявиха, че комбинацията от висока скорост на въртене и висока плътност на мощността може да поддържа изискващите условия на работа на електромобилите, включително продължително шофиране по магистрала и повтарящи се ускорения.
Данните за производителността идват в момент, в който китайските автомобилни производители продължават да развиват технологията на електродвигателите в различни посоки. Xiaomi Auto наскоро обяви, че Xiaomi YU7 GT използва новия задвижващ агрегат HyperEngine V8S EVO, който представлява значително подобрение спрямо агрегата V8S. Двигателят достига максимална скорост от 28 000 об/мин и използва самостоятелно разработен силови модул от силициев карбид (SiC), който подобрява мощността с 5,9%. Xiaomi заяви, че конструкцията използва и ултратънки ламинати от силициева стомана с дебелина 0,15 мм и постига ефективност от 98,38%.
Китайските автомобилни производители наскоро представиха двигатели с по-висока мощност, включително 240-киловатния електромотор на BYD, който се разпространи и в сегмента на по-евтините електромобили.
Междувременно Dongfeng пусна на пазара различен подход с eπ 007 Flash Edition, първият серийно произвеждан лек електромобил в Китай, оборудван с четири фабрично монтирани двигателя в колелата, и единственият в света серийно произвеждан лек седан с четири двигателя в колелата.
Отвъд леките автомобили
Разработчиците подчертаха и приложенията в хуманоидната роботика. Системата с аксиален поток постига плътност на въртящия момент от 293 N·m/kg, което според изследователите е с 22% повече от сравнимите еталонни продукти. По-високата плътност на въртящия момент позволява на ставите на робота да развиват по-голяма сила, като същевременно запазват компактни размери и ниско тегло.
Самолетите за ниски височини представляват друг целеви пазар, където всеки спестен килограм може да подобри полезния товар и енергийната ефективност.
През май BYD се класира като най-големият производител на електромобили в света с продажби от 330 215 автомобила. Geely Galaxy, Leapmotor, Zeekr и Xpeng също се нареждат сред най-продаваните марки електромобили от Китай в световен мащаб.
