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9 月 20 日消息,新南威爾士大學悉尼分校的研究人員近日開發(fā)了一種新的電動馬達,每分鐘可以轉(zhuǎn) 100,000 圈。該大學在一份新聞稿中表示,這種新設計所實現(xiàn)的高功率密度可以幫助減輕電動汽車(EV)的重量,從而增加其續(xù)航能力。
電動車制造商一直在尋找方法來解決他們的汽車的續(xù)航焦慮問題,其中一個辦法是增加電池組的尺寸,不過這同時也會增加車輛的重量,帶來更多的問題需要解決。
另一個辦法是降低電動馬達的重量,要達到這個目的就要提高其速度。一個高速旋轉(zhuǎn)的電機可以縮小尺寸,這不僅可以減少其重量,還可以減少其能源消耗,當應用于電動車時,就能幫助提高其續(xù)航能力。
傳統(tǒng)的被用于電動汽車的內(nèi)置式永磁同步電機(IPMSM),在其轉(zhuǎn)子中嵌入磁鐵以達到強大的扭矩。然而,其鐵橋的低機械強度限制了其最大速度。新南威爾士大學悉尼分校的研究人員使用了一種新的轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu),不僅提高了電機的堅固性,而且還將生產(chǎn)電機所需的稀土材料減少了 70% 之多。
新南威爾士大學的研究人員還使用了一個人工智能(AI)輔助的優(yōu)化程序,該程序評估了電氣、磁性、機械和熱等廣泛的方面,以優(yōu)化電動馬達的設計。該程序是內(nèi)部開發(fā)的,它評估了 90 個設計,然后選擇其中前 50% 的設計來生成新的設計,反復進行,直到達到理想的最佳狀態(tài)。研究人員使用的最終電機是該程序分析的第 120 代。
新聞稿中稱,最終得到的電動機絕對最高速度達每分鐘 10 萬轉(zhuǎn),峰值功率密度達每公斤 7 千瓦,這也是現(xiàn)有內(nèi)置式永磁同步電機最高轉(zhuǎn)速紀錄的兩倍。
了解,研究人員稱,如果這款電動機用于電動車電機,會在一定程度上降低其轉(zhuǎn)速,目的是增加其功率,例如,一個 200kW 的電機,最大轉(zhuǎn)速約為 18,000rpm,完全適合電動汽車的應用。
除了電動車,該電機還可用于使用高速壓縮機的大型供暖、通風和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng),以及高精度數(shù)控機床。該電機還可以部署在飛機發(fā)動機內(nèi)部,作為集成驅(qū)動發(fā)電機(IDG),為電氣系統(tǒng)提供動力。
研究人員相信,他們的電機可以迅速商業(yè)化,比我們預期的更快地推向市場。研究人員稱:“如果像特斯拉這樣的電動汽車制造商想要使用這種電機,那么我相信只需要大約 6 到 12 個月的時間就可以根據(jù)他們的規(guī)格進行修改?!?/p>
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