Niemcy opracowują przełom w elektromobilności. Co ciekawe, wcale nie chodzi o akumulatory
Konsorcjum niemieckich uczelni pracuje nad silnikiem elektrycznym pozbawionym magnesów stałych. Celem jest drastyczne obniżenie kosztów i uniezależnienie produkcji od niestabilnego rynku surowców. To może być rewolucja.
- Nowatorski silnik elektryczny opracowywany w Niemczech nie będzie wykorzystywał drogich magnesów z metali ziem rzadkich.
- Dzięki nowej technologii koszty produkcji napędów mogą spaść nawet o 50%.
- Projekt łączy zalety silników różnych konstrukcji, oferując wysoką wydajność w kompaktowej obudowie.
Wspólne przedsięwzięcie naukowców z Akwizgranu, Stuttgartu i Erlangen ma szansę na nowo zdefiniować rynek napędów do samochodów elektrycznych. Inicjatywa NAFTech, finansowana przez niemieckie ministerstwo gospodarki, koncentruje się na konstrukcji, która łączy w sobie kompaktową budowę i wysoką wydajność, jednocześnie całkowicie eliminując potrzebę stosowania magnesów z metali ziem rzadkich.
To podejście ma rozwiązać jeden z największych problemów współczesnej motoryzacji, jakim jest wrażliwość łańcuchów dostaw na wahania cen i polityczne zawirowania dotyczące surowców.
Połączenie dwóch światów
Podstawą projektu jest hybrydowa koncepcja. Dotychczas konstruktorzy musieli wybierać między sprawdzonymi, ale obszernymi silnikami o strumieniu promieniowym, a bardzo drogimi w produkcji silnikami o strumieniu osiowym (różnią się przede wszystkim kierunkiem przepływu strumienia magnetycznego względem osi obrotu wirnika).
Te ostatnie oferują znakomite parametry i płaską budowę, lecz ich serce stanowią kosztowne magnesy stałe. Nowe podejście ma na celu zachowanie zalet kompaktowej obudowy i wysokiego momentu obrotowego bez użycia deficytowych komponentów.
Dzięki rezygnacji z magnesów stałych znika konieczność pozyskiwania surowców takich jak neodym czy dysproz. Ich wydobycie jest nie tylko kosztowne, ale często budzi też poważne zastrzeżenia etyczne i środowiskowe. Opracowywany silnik otwiera zatem drogę do bardziej zrównoważonej i przewidywalnej produkcji, co jest kluczowe dla stabilnego rozwoju elektromobilności.
Nowy silnik to rewolucja w portfelach producentów
Branżę elektryzują szacunki dotyczące potencjalnego obniżenia kosztów materiałowych nawet o połowę. Profesor Achim Kampker z RWTH Aachen widzi w tym szansę przede wszystkim dla mniejszych podmiotów.
Dotychczas wejście na rynek z nowym pojazdem elektrycznym wiązało się z gigantycznym ryzykiem finansowym, podyktowanym zmiennością cen metali ziem rzadkich. Nowa technologia może te bariery praktycznie zniwelować, oferując przewidywalność kosztów na długi czas.
Tańsze podzespoły to w perspektywie niższe ceny samochodów elektrycznych dla konsumentów. Projekt zakłada nie tylko opracowanie samego silnika elektrycznego, ale również zbudowanie optymalnego łańcucha dostaw i procesu montażu. Celem jest stworzenie rozwiązania, które będzie nie tylko wydajne, ale przede wszystkim dostępne cenowo dla szerokiego grona odbiorców.
Precyzja gwarancją sukcesu
Przeniesienie nowatorskiej konstrukcji z laboratorium do fabryki to ogromne wyzwanie technologiczne. Silniki o strumieniu osiowym są wyjątkowo wymagające pod względem precyzji montażu, a stosowane dziś metody produkcji często nie osiągają jeszcze przemysłowej dojrzałości. Naukowcy pracujący nad projektem NAFTech skupiają się więc na optymalizacji procesów wytwórczych, by wyeliminować ryzyko kosztownych błędów.
Z pomocą przychodzą zaawansowane symulacje komputerowe i bazy danych, które pozwalają przewidzieć zachowanie komponentów w różnych warunkach. Badacze analizują tak zwane łańcuchy tolerancji, aby sprawdzić, jak najmniejsze odchylenia wpływają na końcową wydajność silnika. Budowa fizycznych demonstratorów technologii pozwoli zweryfikować teoretyczne modele i potwierdzić gotowość nowego napędu do wdrożenia na szeroką skalę.