Mahle ซึ่งเป็นบริษัทชิ้นส่วนรถยนต์ของเยอรมนี ได้พัฒนามอเตอร์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงสำหรับ EV และไม่คาดว่าจะมีความกดดันต่ออุปสงค์และอุปทานของธาตุหายาก
โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในตรงที่โครงสร้างเรียบง่ายอย่างน่าประหลาดใจฉันคิดว่าหลายๆ คนเคยเล่น "ขับเคลื่อนสี่ล้อ" มาตั้งแต่เด็กๆมีมอเตอร์ไฟฟ้าอยู่ในนั้น
หลักการทำงานของมอเตอร์คือสนามแม่เหล็กจะกระทำต่อแรงของกระแสไฟฟ้าเพื่อให้มอเตอร์หมุนมอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลใช้ขดลวดที่มีพลังงานเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุน และกระทำต่อโรเตอร์เพื่อสร้างแรงบิดในการหมุนของแรงแมกนีโตอิเล็กทริกมอเตอร์ใช้งานง่าย เชื่อถือได้ในการใช้งาน ราคาต่ำ และมีโครงสร้างที่มั่นคง
หลายๆ สิ่งในชีวิตของเราที่หมุนได้ เช่น เครื่องเป่าผม เครื่องดูดฝุ่น ฯลฯ ล้วนมีมอเตอร์
มอเตอร์ในรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์มีขนาดค่อนข้างใหญ่และซับซ้อนกว่า แต่หลักการพื้นฐานก็เหมือนกัน
วัสดุที่จำเป็นในการส่งแรงในมอเตอร์ และวัสดุที่นำไฟฟ้าจากแบตเตอรี่คือขดลวดทองแดงภายในมอเตอร์วัสดุที่ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กคือแม่เหล็กวัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุพื้นฐานที่สุดสองชนิดที่ประกอบเป็นมอเตอร์
ในอดีตแม่เหล็กที่ใช้ในมอเตอร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นแม่เหล็กถาวรที่ทำจากเหล็ก แต่ปัญหาคือความแรงของสนามแม่เหล็กมีจำกัดดังนั้นหากคุณลดขนาดมอเตอร์ให้เหลือขนาดที่เสียบเข้ากับสมาร์ทโฟนในปัจจุบัน คุณจะไม่ได้รับแรงแม่เหล็กที่คุณต้องการ
อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษปี 1980 แม่เหล็กถาวรชนิดใหม่ได้ปรากฏขึ้น เรียกว่า "แม่เหล็กนีโอไดเมียม"แม่เหล็กนีโอไดเมียมมีความแข็งแรงมากกว่าแม่เหล็กทั่วไปประมาณสองเท่าส่งผลให้มีการใช้ในหูฟังและชุดหูฟังที่มีขนาดเล็กและทรงพลังกว่าสมาร์ทโฟนนอกจากนี้การค้นหา “แม่เหล็กนีโอไดเมียม” ในชีวิตประจำวันของเราก็ไม่ใช่เรื่องยากปัจจุบัน ลำโพง เตาแม่เหล็กไฟฟ้า และโทรศัพท์มือถือบางรุ่นในชีวิตของเรามี "แม่เหล็กนีโอไดเมียม"
เหตุผลที่ EV เริ่มต้นเร็วมากในปัจจุบันก็เนื่องมาจาก "แม่เหล็กนีโอไดเมียม" ที่สามารถปรับปรุงขนาดหรือเอาท์พุตของมอเตอร์ได้อย่างมากอย่างไรก็ตาม หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 ปัญหาใหม่ก็เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้ธาตุหายากในแม่เหล็กนีโอไดเมียมทรัพยากรแร่หายากส่วนใหญ่อยู่ในประเทศจีนตามสถิติประมาณ 97% ของวัตถุดิบแม่เหล็กโลกที่หายากของโลกมาจากจีนปัจจุบัน การส่งออกทรัพยากรนี้ถูกจำกัดอย่างเข้มงวด
หลังจากพัฒนาแม่เหล็กนีโอไดเมียมแล้ว นักวิทยาศาสตร์พยายามและล้มเหลวในการพัฒนาแม่เหล็กที่มีขนาดเล็กกว่า แข็งแรงกว่า และราคาถูกกว่าด้วยซ้ำเนื่องจากจีนควบคุมการจัดหาโลหะหายากและแร่หายากต่างๆ นักวิเคราะห์บางคนจึงเชื่อว่าราคาของรถยนต์ไฟฟ้าจะไม่ลดลงตามที่คาดไว้
อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์และชิ้นส่วนของเยอรมัน “Mahle” ประสบความสำเร็จในการพัฒนามอเตอร์ประเภทใหม่ที่ไม่มีธาตุหายากเลยมอเตอร์ที่พัฒนาแล้วไม่มีแม่เหล็กเลย
วิธีการใช้มอเตอร์นี้เรียกว่า "มอเตอร์เหนี่ยวนำ" และจะสร้างสนามแม่เหล็กโดยส่งกระแสผ่านสเตเตอร์แทนแม่เหล็กที่กระแสสามารถไหลผ่านได้ในเวลานี้ เมื่อโรเตอร์ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก มันจะเหนี่ยวนำพลังงานศักย์เคลื่อนไฟฟ้า และทั้งสองมีปฏิสัมพันธ์กันเพื่อสร้างแรงหมุน
พูดง่ายๆ ก็คือ ถ้าสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นอย่างถาวรโดยการพันมอเตอร์ด้วยแม่เหล็กถาวร วิธีการก็คือแทนที่แม่เหล็กถาวรด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าวิธีนี้มีข้อดีหลายประการ หลักการทำงานนั้นง่ายและทนทานมากสิ่งสำคัญที่สุดคือ ประสิทธิภาพการสร้างความร้อนลดลงเล็กน้อย และข้อเสียประการหนึ่งของแม่เหล็กนีโอไดเมียมก็คือประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อมีความร้อนสูง
แต่ก็มีข้อเสียเช่นกันเนื่องจากกระแสยังคงไหลระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ความร้อนจึงรุนแรงมากแน่นอนว่าคุณสามารถใช้ความร้อนที่เกิดจากการเก็บเกี่ยวให้เกิดประโยชน์และใช้เป็นเครื่องทำความร้อนภายในรถยนต์ได้นอกจากนั้นยังมีข้อเสียหลายประการแต่มาห์เลประกาศว่าเขาประสบความสำเร็จในการพัฒนามอเตอร์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กซึ่งชดเชยข้อบกพร่องของมอเตอร์เหนี่ยวนำ
MAHLE มีข้อดีหลักสองประการในมอเตอร์ไร้แม่เหล็กที่พัฒนาขึ้นใหม่ความไม่แน่นอนของอุปสงค์และอุปทานของธาตุหายากไม่ได้รับผลกระทบจากความไม่แน่นอนตามที่กล่าวไว้ข้างต้น โลหะหายากส่วนใหญ่ที่ใช้ในแม่เหล็กถาวรได้รับการจัดหาจากจีนในปัจจุบัน แต่มอเตอร์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะไม่ได้รับผลกระทบจากแรงกดดันของอุปทานของโลหะหายากนอกจากนี้ เนื่องจากไม่ได้ใช้วัสดุหายากจึงสามารถจัดหาได้ในราคาที่ต่ำกว่า
อีกอย่างคือแสดงประสิทธิภาพได้ดีมาก โดยมอเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปในรถยนต์ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพประมาณ 70-95%กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากคุณจ่ายไฟ 100% คุณสามารถจ่ายไฟได้สูงสุด 95%อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการนี้ เนื่องจากปัจจัยการสูญเสีย เช่น การสูญเสียธาตุเหล็ก การสูญเสียผลผลิตจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
อย่างไรก็ตาม Mahler ได้รับการกล่าวขานว่ามีประสิทธิภาพมากกว่า 95% ในกรณีส่วนใหญ่ และสูงถึง 96% ในบางกรณีแม้ว่าจะยังไม่มีการประกาศตัวเลขที่แน่นอน แต่คาดว่าจะมีช่วงเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า
สุดท้ายนี้ MAHLE อธิบายว่ามอเตอร์ไร้แม่เหล็กที่พัฒนาขึ้นนี้ไม่เพียงแต่สามารถใช้ได้ในรถยนต์โดยสารไฟฟ้าธรรมดาเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้ในรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ผ่านการขยายเสียงได้อีกด้วยMAHLE กล่าวว่าเขาได้เริ่มการวิจัยการผลิตจำนวนมาก และเขาเชื่อมั่นว่าเมื่อการพัฒนามอเตอร์ใหม่เสร็จสิ้น เขาจะสามารถจัดหามอเตอร์ที่มีความเสถียรมากขึ้น ต้นทุนลดลง และมีประสิทธิภาพสูงขึ้น
หากเทคโนโลยีนี้เสร็จสมบูรณ์ บางทีเทคโนโลยีมอเตอร์ไฟฟ้าขั้นสูงของ MAHLE อาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นใหม่สำหรับเทคโนโลยีรถยนต์ไฟฟ้าที่ดียิ่งขึ้น
เวลาโพสต์: Feb-04-2023