Исследователи института химической технологии им. Фраунгофера и Технологического института Карлсруэ намерены уменьшить вес и стоимость электродвигателя и довести его КПД до 98%.

Хотя электромобили уже имеют самый энергоэффективный двигатель, который когда-либо создавался человеком, еще есть возможности для его совершенствования. Что, если его корпус сделать не из металла, а из пластика? Именно этим вопросом задались в Институте химической технологии им. Фраунгофера и Технологическом институте Карлсруэ (оба – Германия).

«Электродвигатель состоит из вращающегося ротора и статического статора. Статор содержит медные обмотки, через которые проходит электричество, и именно здесь происходит большая часть потерь энергии», - говорит Роберт Мартенс, исследователь из Института химической технологии.

Электрические моторы чрезвычайно эффективны: 90% энергии превращается в движение, в то время как самые лучшие двигатели внутреннего сгорания могут использовать только 40% энергии, содержащейся в топливе. Потери энергии в электродвигателе составляют всего лишь 10% и происходят из-за нагрева.

Особенности новой конструкции электродвигателя

Новая конструкция мотора меньше нагревается и благодаря этому имеет меньшие потери энергии. Чтобы не перегреваться, эти двигатели имеют металлический корпус, который направляет выделяемое тепло к охлаждающей втулке, также выполненной из металла.

Используемые в настоящее время круглые провода вокруг статоров экспериментаторы заменили на плоские. Это освободило место для охлаждающих каналов рядом со статорами. «В этой оптимизированной конструкции тепло может рассеиваться через канал охлаждения внутри статора, нет необходимости его переноса через металлический корпус к наружной охлаждающей втулке», - говорит Роберт Мартенс. У новой конструкции есть и другие преимущества: более низкая тепловая инерция, а это означает, что он может охлаждаться намного быстрее, и более высокая непрерывная производительность.

Перспективы применения моторов новой конструкции

Эта более высокая эффективность охлаждения позволила исследователям изготовить двигатель из пластика, а именно из термореактивных пластмасс. «Полимерные корпуса легче и проще в изготовлении, чем алюминиевые. Они также могут иметь сложную геометрию, не требуют последующей обработки, но при этом легче и дешевле», - обращает внимание Мартенс.

По словам исследователей, новый механизм охлаждения повысит КПД электродвигателя до 98% и не исключают дальнейшего снижения общих потерь энергии за счет оптимизации потока охлаждающей жидкости. Если эти двигатели окажутся такими же надежными, как и моторы с металлическим корпусом, мы скоро получим более легкие, дешевые и более эффективные электромобили.

Источник: https://insideevs.com/news/357824/plastic-electric...