Mahle, ein deutscher Autoteilehersteller, hat hocheffiziente Elektromotoren für Elektrofahrzeuge entwickelt, und es ist nicht zu erwarten, dass es zu einem Druck auf Angebot und Nachfrage bei Seltenen Erden kommen wird.
Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren ist der Grundaufbau und das Funktionsprinzip von Elektromotoren überraschend einfach.Ich glaube, viele Menschen haben in ihrer Jugend mit dem „Allradantrieb“ gespielt.Darin steckt ein Elektromotor.
Das Funktionsprinzip des Motors besteht darin, dass das Magnetfeld auf die Kraft des Stroms einwirkt, um den Motor in Drehung zu versetzen.Ein Motor ist ein Gerät, das elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt.Es verwendet eine erregte Spule, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, und wirkt auf den Rotor, um ein magnetoelektrisches Drehmoment zu erzeugen.Der Motor ist einfach zu bedienen, zuverlässig im Betrieb, günstig im Preis und stabil in der Struktur.
So viele Dinge in unserem Leben, die sich drehen können, wie Haartrockner, Staubsauger usw., haben Motoren.
Der Motor in einem reinen Elektrofahrzeug ist relativ größer und komplizierter, aber das Grundprinzip ist dasselbe.
Das für die Kraftübertragung im Motor erforderliche Material und das Material, das den Strom aus der Batterie leitet, ist die Kupferspule im Inneren des Motors.Das Material, das das Magnetfeld bildet, ist ein Magnet.Dies sind auch die beiden grundlegendsten Materialien, aus denen ein Motor besteht.
Früher wurden in Elektromotoren hauptsächlich Permanentmagnete aus Eisen als Magnete verwendet. Das Problem besteht jedoch darin, dass die Stärke des Magnetfelds begrenzt ist.Wenn Sie also den Motor auf die Größe verkleinern, die er heute in ein Smartphone einsteckt, erhalten Sie nicht die Magnetkraft, die Sie benötigen.
In den 1980er Jahren erschien jedoch ein neuer Typ von Permanentmagneten, der sogenannte „Neodym-Magnet“.Neodym-Magnete sind etwa doppelt so stark wie herkömmliche Magnete.Daher kommt es in Ohrhörern und Headsets zum Einsatz, die kleiner und leistungsstärker als Smartphones sind.Darüber hinaus ist es nicht schwer, in unserem täglichen Leben „Neodym-Magnete“ zu finden.Mittlerweile enthalten einige Lautsprecher, Induktionsherde und Mobiltelefone in unserem Leben „Neodym-Magnete“.
Der Grund dafür, dass Elektrofahrzeuge heute so schnell starten, sind „Neodym-Magnete“, die die Größe oder Leistung des Motors erheblich verbessern können.Mit Beginn des 21. Jahrhunderts ist jedoch ein neues Problem durch die Verwendung seltener Erden in Neodym-Magneten entstanden.Die meisten Seltenerdressourcen befinden sich in China.Laut Statistik werden etwa 97 % der weltweiten Rohstoffe für Seltenerdmagnete aus China geliefert.Derzeit ist der Export dieser Ressource streng eingeschränkt.
Nach der Entwicklung von Neodym-Magneten versuchten Wissenschaftler, kleinere, stärkere und sogar billigere Magnete zu entwickeln, scheiterten jedoch.Da China die Versorgung mit verschiedenen seltenen Metallen und seltenen Erden kontrolliert, gehen einige Analysten davon aus, dass der Preis für Elektrofahrzeuge nicht wie erwartet sinken wird.
Kürzlich ist es dem deutschen Automobiltechnik- und Teileentwicklungsunternehmen „Mahle“ jedoch gelungen, einen neuen Motortyp zu entwickeln, der überhaupt keine Seltenerdelemente enthält.Der entwickelte Motor enthält keinerlei Magnete.
Dieser Ansatz für Motoren ist als „Induktionsmotor“ bekannt und erzeugt ein Magnetfeld, indem Strom durch einen Stator geleitet wird, anstatt durch Magnete, durch die Strom fließen kann.Wenn zu diesem Zeitpunkt der Rotor vom Magnetfeld beeinflusst wird, induziert er elektromotorische potentielle Energie und beide interagieren, um eine Rotationskraft zu erzeugen.
Einfach ausgedrückt: Wenn das Magnetfeld dauerhaft dadurch erzeugt wird, dass der Motor mit Permanentmagneten umwickelt wird, besteht die Methode darin, die Permanentmagnete durch Elektromagnete zu ersetzen.Diese Methode hat viele Vorteile, das Funktionsprinzip ist einfach und sie ist sehr langlebig.Am wichtigsten ist, dass die Effizienz der Wärmeerzeugung kaum beeinträchtigt wird und einer der Nachteile von Neodym-Magneten darin besteht, dass ihre Leistung abnimmt, wenn große Wärme erzeugt wird.
Es hat aber auch Nachteile, da der Strom weiterhin zwischen Stator und Rotor fließt und die Wärmeentwicklung sehr gravierend ist.Natürlich ist es möglich, die bei der Ernte entstehende Wärme sinnvoll zu nutzen und als Innenraumheizung für Autos zu verwenden.Darüber hinaus gibt es mehrere Nachteile.Doch MAHLE gab bekannt, dass es ihm gelungen sei, einen nichtmagnetischen Motor zu entwickeln, der die Mängel des Induktionsmotors ausgleiche.
MAHLE hat mit seinem neu entwickelten magnetlosen Motor zwei große Vorteile.Man ist von der Instabilität von Angebot und Nachfrage bei Seltenen Erden nicht betroffen.Wie oben erwähnt, werden die meisten in Permanentmagneten verwendeten Seltenerdmetalle derzeit aus China geliefert, nichtmagnetische Motoren sind jedoch nicht vom Druck der Seltenerdversorgung betroffen.Da außerdem keine Seltenerdmaterialien verwendet werden, kann es zu einem niedrigeren Preis geliefert werden.
Zum anderen weist es einen sehr guten Wirkungsgrad auf, wobei Motoren, die üblicherweise in Elektrofahrzeugen verwendet werden, einen Wirkungsgrad von etwa 70–95 % haben.Mit anderen Worten: Wenn Sie 100 % der Leistung bereitstellen, können Sie höchstens 95 % der Leistung bereitstellen.Allerdings ist bei diesem Prozess aufgrund von Verlustfaktoren wie Eisenverlust ein Produktionsverlust unvermeidlich.
Allerdings soll Mahler in den meisten Fällen einen Wirkungsgrad von mehr als 95 % und in einigen Fällen sogar 96 % haben.Obwohl keine genauen Zahlen bekannt gegeben wurden, ist mit einer leichten Steigerung der Reichweite im Vergleich zum Vorgängermodell zu rechnen.
Abschließend erklärte MAHLE, dass der entwickelte magnetfreie Motor nicht nur in gewöhnlichen Pkw-Elektrofahrzeugen eingesetzt werden könne, sondern durch Verstärkung auch in Nutzfahrzeugen eingesetzt werden könne.MAHLE sagte, er habe mit der Massenproduktionsforschung begonnen und sei fest davon überzeugt, dass er nach Abschluss der Entwicklung des neuen Motors in der Lage sein werde, stabilere, kostengünstigere und effizientere Motoren anzubieten.
Wenn diese Technologie vervollständigt wird, kann die fortschrittliche Elektromotorentechnologie von MAHLE möglicherweise ein neuer Ausgangspunkt für eine bessere Elektrofahrzeugtechnologie werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.02.2023