قامت شركة Mahle، وهي شركة ألمانية لقطع غيار السيارات، بتطوير محركات كهربائية عالية الكفاءة للمركبات الكهربائية، ومن غير المتوقع أن يكون هناك ضغط على العرض والطلب على العناصر الأرضية النادرة.
على عكس محركات الاحتراق الداخلي، فإن الهيكل الأساسي ومبدأ عمل المحركات الكهربائية بسيط بشكل مدهش.أعتقد أن العديد من الأشخاص قد لعبوا بـ "الدفع الرباعي" عندما كانوا صغارًا.يوجد فيه محرك كهربائي.
مبدأ عمل المحرك هو أن المجال المغناطيسي يعمل على قوة التيار لجعل المحرك يدور.المحرك هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.إنه يستخدم ملفًا نشطًا لتوليد مجال مغناطيسي دوار ويعمل على الدوار لتشكيل عزم دوران قوة مغناطيسية كهربائية.المحرك سهل الاستخدام وموثوق في التشغيل ومنخفض السعر وثابت في الهيكل.
الكثير من الأشياء في حياتنا التي يمكن أن تدور، مثل مجففات الشعر والمكانس الكهربائية وما إلى ذلك، لها محركات.
المحرك في السيارة الكهربائية النقية أكبر نسبيا وأكثر تعقيدا، ولكن المبدأ الأساسي هو نفسه.
المادة اللازمة لنقل القوة في المحرك، والمادة التي توصل الكهرباء من البطارية هي الملف النحاسي الموجود داخل المحرك.المادة التي تشكل المجال المغناطيسي هي المغناطيس.وهاتان أيضًا المادتان الأساسيتان اللتان يشكلان المحرك.
في الماضي، كانت المغناطيسات المستخدمة في المحركات الكهربائية عبارة عن مغناطيسات دائمة مصنوعة من الحديد بشكل أساسي، لكن المشكلة تكمن في أن قوة المجال المغناطيسي محدودة.لذا، إذا قمت بتقليص حجم المحرك إلى الحجم الذي يمكن توصيله بالهاتف الذكي اليوم، فلن تحصل على القوة المغناطيسية التي تحتاجها.
ومع ذلك، في الثمانينيات، ظهر نوع جديد من المغناطيس الدائم، يسمى “مغناطيس النيوديميوم”.تبلغ قوة مغناطيس النيوديميوم ضعف قوة المغناطيس التقليدي.ونتيجة لذلك، يتم استخدامه في سماعات الأذن وسماعات الرأس الأصغر حجمًا والأقوى من الهواتف الذكية.بالإضافة إلى ذلك، ليس من الصعب العثور على "مغناطيس النيوديميوم" في حياتنا اليومية.الآن، تحتوي بعض مكبرات الصوت، وأفران الحث، والهواتف المحمولة في حياتنا على "مغناطيس النيوديميوم".
يرجع السبب وراء بدء تشغيل المركبات الكهربائية بهذه السرعة اليوم إلى "مغناطيس النيوديميوم" الذي يمكن أن يحسن بشكل كبير حجم المحرك أو ناتجه.ومع ذلك، بعد دخول القرن الحادي والعشرين، ظهرت مشكلة جديدة بسبب استخدام العناصر الأرضية النادرة في مغناطيس النيوديميوم.معظم الموارد الأرضية النادرة موجودة في الصين.وفقا للإحصاءات، يتم توفير حوالي 97٪ من المواد الخام المغناطيسية الأرضية النادرة في العالم من الصين.وفي الوقت الحاضر، تم تقييد تصدير هذا المورد بشكل صارم.
بعد تطوير مغناطيس النيوديميوم، حاول العلماء وفشلوا في تطوير مغناطيس أصغر وأقوى وحتى أرخص.وبما أن الصين تسيطر على توريد مختلف المعادن النادرة والأتربة النادرة، يعتقد بعض المحللين أن سعر السيارات الكهربائية لن ينخفض كما هو متوقع.
ولكن في الآونة الأخيرة، نجحت شركة تطوير تكنولوجيا السيارات وقطع الغيار الألمانية "Mahle" في تطوير نوع جديد من المحركات لا يحتوي على عناصر أرضية نادرة على الإطلاق.المحرك المطور لا يحتوي على مغناطيس على الإطلاق.
يُعرف هذا الأسلوب في المحركات باسم "المحرك التعريفي" وهو يخلق مجالًا مغناطيسيًا عن طريق تمرير التيار عبر الجزء الثابت بدلاً من المغناطيس الذي يمكن أن يتدفق التيار من خلاله.في هذا الوقت، عندما يتأثر الدوار بالمجال المغناطيسي، فإنه سيحفز الطاقة الدافعة الكهربائية، ويتفاعل الاثنان لتوليد القوة الدورانية.
ببساطة، إذا تم توليد المجال المغناطيسي بشكل دائم عن طريق تغليف المحرك بمغناطيس دائم، فإن الطريقة هي استبدال المغناطيس الدائم بمغناطيس كهربائي.تتمتع هذه الطريقة بالعديد من المزايا، ومبدأ التشغيل بسيط، وهو متين للغاية.والأهم من ذلك، أن هناك انخفاضًا طفيفًا في كفاءة توليد الحرارة، وأحد عيوب مغناطيس النيوديميوم هو أن أدائها ينخفض عند توليد حرارة عالية.
ولكن له أيضًا عيوب، نظرًا لأن التيار يستمر في التدفق بين الجزء الثابت والدوار، فإن الحرارة خطيرة جدًا.وبطبيعة الحال، من الممكن الاستفادة بشكل جيد من الحرارة الناتجة عن الحصاد واستخدامها كمدفأة داخلية للسيارة.أبعد من ذلك، هناك العديد من السلبيات.لكن MAHLE أعلن أنه نجح في تطوير محرك غير مغناطيسي يعوض عيوب المحرك التعريفي.
تتمتع شركة MAHLE بميزتين رئيسيتين في محركها غير المغناطيسي الذي تم تطويره حديثًا.ولا يتأثر المرء بعدم استقرار العرض والطلب على الأتربة النادرة.كما ذكرنا أعلاه، فإن معظم المعادن الأرضية النادرة المستخدمة في المغناطيس الدائم يتم توفيرها حاليًا من الصين، لكن المحركات غير المغناطيسية لا تتأثر بضغط إمدادات الأتربة النادرة.بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم استخدام المواد الأرضية النادرة، يمكن توفيرها بسعر أقل.
والآخر هو أنه يظهر كفاءة جيدة جدًا، حيث تبلغ كفاءة المحركات المستخدمة بشكل شائع في السيارات الكهربائية حوالي 70-95٪.بمعنى آخر، إذا قمت بتوفير 100% من الطاقة، فيمكنك توفير 95% من الإخراج على الأكثر.ومع ذلك، في هذه العملية، بسبب عوامل الخسارة مثل فقدان الحديد، فإن خسارة الإنتاج أمر لا مفر منه.
ومع ذلك، يُقال أن ماهلر يتمتع بكفاءة تزيد عن 95% في معظم الحالات ويصل إلى 96% في بعض الحالات.في حين لم يتم الإعلان عن الأرقام الدقيقة، توقع زيادة طفيفة في النطاق مقارنة بالطراز السابق.
أخيرًا، أوضح MAHLE أن المحرك الخالي من المغناطيس الذي تم تطويره لا يمكن استخدامه في سيارات الركاب الكهربائية العادية فحسب، بل يمكن استخدامه أيضًا في المركبات التجارية من خلال التضخيم.وقال ماهلي إنه بدأ أبحاث الإنتاج الضخم، وهو يعتقد اعتقادًا راسخًا أنه بمجرد الانتهاء من تطوير المحرك الجديد، سيكون قادرًا على توفير محركات أكثر استقرارًا وتكلفة أقل وكفاءة أعلى.
إذا اكتملت هذه التكنولوجيا، فربما تصبح تكنولوجيا المحرك الكهربائي المتقدمة من MAHLE نقطة انطلاق جديدة لتكنولوجيا أفضل للسيارات الكهربائية.
وقت النشر: 04 فبراير 2023