Исследователи облегчили электромобильный мотор, чтобы увеличить дальность электрокаров

Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW), Австралия, создали самый высокоскоростной электродвигатель, который способен продлить дальность хода электромобилей. Увеличенная мощность и в два раза возросшая до рекордных 100 тыс. об/мин скорость вращения делают разработку уникальной при использовании привычных материалов и технологий.

Источник изображений: UNSW

Главной сложностью было создать механически прочный и надёжный ротор, способный выдерживать высочайшие нагрузки и при этом не выйти за рамки традиционных материалов и технологий, чтобы не удорожать конструкцию. Отчасти инженеры воспользовались готовой наработкой в виде… арочного моста Гёпо (Gyopo) в Южной Корее. Элементы ротора в местах расположения постоянных магнитов сформированы в виде кривых, повторяющих силовые опоры мостовой конструкции. Благодаря этому ротор предложенного СДПМ-двигателя (синхронного двигателя с постоянными магнитами) выдерживает скорость вращения 100 000 об/мин.

Впрочем, одним наблюдением за мостом дело не обошлось. Конструкция ротора оптимизировалась ИИ-алгоритмом до тех пор, пока не был получен необходимый результат. Для этого, в частности, алгоритм 120 раз изменял профиль ротора до приближения к оптимальным характеристикам. Предложенная конструкция также позволила снизить массу электромотора, что вместе с возросшей мощностью на единицу его объёма обещает увеличить пробег электромобиля.

Разработчик планирует варьировать скорость вращения и мощность, предлагая для электромобилей целый спектр электродвигателей с меньшей скоростью вращения, но повышенной мощности. Например, перспективным представляется вариант мощностью 200 кВт с максимальной скоростью вращения около 18 000 об/мин. При этом такой электродвигатель будет характеризоваться рекордной пиковой удельной мощностью около 7 кВт на кг. Это значит, что он будет на 10–20 % легче и на 2–5 % эффективнее, чем существующие двигатели для электромобилей.

Более того, изобретатели смогли на 70 % снизить объём использования редкоземельных (неодимовых) магнитов на единицу вырабатываемой мощности без ухудшения характеристик мотора. Это положительно скажется на цене вопроса, что в комплексе с другими улучшениями обещает подтолкнуть развитие электрического транспорта. Как говорят исследователи, при условии интереса со стороны автопроизводителей, в срок от 6 до 12 месяцев можно будет перейти к серийному производству разработки.