Silniki elektryczne na magnesy żelazne firmy Conifer eliminują Chiny z równania | Joe Salas, New Atlas Chiny kontrolują około 90% całkowitej globalnej podaży magnesów z rzadkich ziem, w tym ich wydobycie i rafinację. Oznacza to, że większość neodymu, dysprosu i terbium, które trafiają do silników EV, dronów, turbin wiatrowych, a nawet smartfonów... cóż, w zależności od podaży i popytu lub nawet krajobrazu geopolitycznego, Chiny zasadniczo ustalają zasady. Firma Conifer Motors z siedzibą w Kalifornii stara się przełamać ten monopol, po prostu eliminując materiały z rzadkich ziem z równania i produkując silniki EV z jednego z najobficiej występujących materiałów na Ziemi: żelaza. Tak, próbowano tego wcześniej. Magnesy na bazie żelaza historycznie uważano za zbyt słabe do poważnego użytku, ale Conifer ma asa w rękawie: projekt z przepływem osiowym. Większość silników elektrycznych ma przepływ radialny. To znaczy, że są cylindryczne z magnesami obracającymi się wokół centralnego wału, co czyni je prostymi, niezawodnymi i skalowalnymi. Z kolei przepływ osiowy przypomina bardziej płaski dysk. Jak puszka tuńczyka (osiowa) zamiast puszki napoju (radialna). Te silniki zazwyczaj pracują przy niższych obrotach na minutę i produkują więcej momentu obrotowego dzięki szerszemu promieniowi i krótszej drodze magnetycznej. Silniki z przepływem osiowym istnieją od lat 1800. Nawet Nikola Tesla eksperymentował z wczesnymi projektami, ale silniki nigdy naprawdę nie zyskały popularności, ponieważ były trudne do wyprodukowania i niełatwe do schłodzenia. A przepływ radialny, jak wspomniałem, był po prostu wystarczająco dobry, aby wykonać zadanie, a jednocześnie łatwy do wytworzenia (dla zdrowego rozsądku, nie będziemy nawet poruszać tematu przepływu raxialnego w tym artykule). Teraz, w XXI wieku, mamy wszelkiego rodzaju nowe technologie, które pozwalają nam nie tylko łatwo produkować silniki elektryczne z przepływem osiowym, ale także czynić je znacznie bardziej wydajnymi. Nowoczesne kontrolery silników, lepsze zarządzanie termalne, precyzyjne techniki produkcyjne, takie jak obróbka CNC, lżejsze i mocniejsze materiały, cokolwiek chcesz. Conifer nie stara się wejść na rynek samochodów elektrycznych z tymi nowymi silnikami osiowymi na bazie żelaza. Zamiast tego firma koncentruje się na mniejszych zastosowaniach silników elektrycznych o mocy od 1 do 25 KM (0,75-18,65 kW) do takich rzeczy jak wentylatory HVAC i pompy, narzędzia i sprzęt, a nawet zabawne rzeczy, takie jak projekty silników w kołach dla małych pojazdów elektrycznych i zabawek terenowych – pomyśl o hulajnogach, ATV i miejskich pojazdach dostawczych. Wszystkie te rzeczy już istnieją, ale kluczowe w przypadku Conifer jest to, że są to silniki osiowe ferrytowe, a nie silniki na magnesy z rzadkich ziem. A żelazo można pozyskiwać niemal wszędzie; krajowa produkcja bez żadnych przeszkód związanych z rzadkimi ziemiami. Projekt w kołach Conifer upraszcza wszystko: brak osi, brak różnic, brak innych elementów napędu, co sprawia, że cały projekt pojazdu jest mniej skomplikowany i tańszy, z mniejszymi stratami energii w przekładniach, przegubach CV i tym podobnych. Ma również potencjał do lepszych systemów kontroli trakcji, ponieważ każde koło napędowe miałoby własny silnik. Firma wykorzystuje technikę nawijania, która zazwyczaj jest zarezerwowana dla produkcji baterii, co obniża koszty nawijania o 90% i skraca czas produkcji. Zazwyczaj statory są nawijane za pomocą ręcznego wprowadzania cewek lub skomplikowanych maszyn do plecenia. Conifer stosuje płaskie, warstwowe podejście do nawijania inspirowane układaniem ogniw baterii – a następnie zautomatyzowało to, aby było skalowalne bez potrzeby dostosowywania narzędzi do silników o różnych rozmiarach. Inteligentny układ osiowy Conifer umieszcza więcej masy magnetycznej dalej od osi obrotu i obraca silniki szybciej niż tradycyjne projekty osiowe – wykorzystując efekt koła zamachowego – aby osiągnąć wyższą wydajność i więcej momentu obrotowego. Ale to również oznacza wolniejsze przyspieszenie i hamowanie przy większych obciążeniach hamujących. Na szczęście w zastosowaniach takich jak silniki wentylatorów dla jednostek AC lub małych miejskich hulajnóg i tym podobnych, większa bezwładność nie jest złym rozwiązaniem. Mówiąc to wszystko, magnesy żelazne po prostu nie są tak potężne jak magnesy z rzadkich ziem. Bardzo mało prawdopodobne jest, że kiedykolwiek zobaczysz magnesy żelazne używane w EV, takich jak Tesla, Lucid, Rivian czy jakikolwiek inny prawdziwy elektryczny samochód drogowy. A chociaż silniki w kołach są kompaktowe i wygodne, waga niesprężona (waga, która nie jest obciążona na zawieszeniu) wpływa na jakość jazdy i prowadzenie, szczególnie w lżejszych maszynach dwukołowych. Czytaj więcej: