Кілька компаній по всьому світу наполегливо працюють над інноваціями та вдосконаленням безмагнітних електродвигунів, щоб зробити їх більш життєздатним варіантом для швидкозростаючої індустрії електромобілів.
Компанія ZF Friedrichshafen пішла шляхом бездротової індуктивності, подібно до свого німецького постачальника автомобільної продукції Mahle, але з власною унікальною конфігурацією. Інтегруючи свій індуктивний передавач у сам ротор, ZF економить простір і створює особливо компактний безмагнітний двигун, який, за її словами, працює порівняно з синхронними двигунами з постійними магнітами (PSM), що домінують у сучасній інженерії електромобілів.
Замінивши магніти на роторі двигуна на електричні обмотки, виробники можуть усунути витрати, екологічну шкоду та потенційні перебої в ланцюжку поставок, пов’язані з видобутком рідкоземельних матеріалів, необхідних для цих магнітів. Однак традиційні безмагнітні конструкції вводять додаткові фізичні елементи, такі як ковзаючі кільця або щітки, необхідні для подачі електричного струму в обмотки ротора, збільшуючи розмір і вагу, а також створюючи більше тертя і потенціал для зносу. Тому виробники електромобілів, як правило, йдуть шляхом найменшого опору – в прямому і переносному сенсі – покладаючись на двигуни з постійними магнітами.
Безконтактна індукція – одне з перспективних рішень, яке надсилає електрику до котушок ротора без фізичних щіток або кілець, усуваючи їхні недоліки. Щоб продовжити цей шлях, ZF інтегрувала свій індуктивний передавач всередину валу ротора в центрі котушок, усунувши зайві 3,5 дюйма (90 мм) осьового простору, які, за її оцінками, займають фізичні рішення, такі як щітки, пропонуючи при цьому потужність і щільність крутного моменту, порівнянну з PSM.
ZF називає цю конструкцію синхронним двигуном з індуктивним збудженням у роторі (I2SM), і ідея полягає в тому, що автовиробник може замінити PSM цим новим типом двигуна, не жертвуючи при цьому ні упаковкою, ні продуктивністю. ZF також стверджує, що при безперервній високошвидкісній роботі, наприклад, при русі по шосе, I2SM буде працювати більш ефективно, ніж PSM.
Індуктивний передавач ZF виглядає більш компактним, ніж альтернативні варіанти, такі як Mahle (нижче), який використовує два диски більшого діаметру на зовнішній стороні валу ротора. Звичайно, неможливо остаточно порівняти ці дві прототипні системи або зробити висновок про “найкомпактніший у світі електродвигун без магнітів і рідкоземельних елементів” на основі лише початкових ілюстрацій, зроблених ZF. Для цього нам потрібно дочекатися конкретних специфікацій, таких як розміри, вага та вихідні показники.
Наразі ZF заявляє, що планує продовжувати розробку в напрямку виробничої зрілості з метою інтеграції блоків I2SM в платформи електроприводів на 400 і 800 В для постачання виробникам легкових і комерційних автомобілів. Компанія представила перші результати роботи над I2SM на виставці IAA Mobility Munich, що відбулася цього тижня.