據(jù)澳大利亞新南威爾士大學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，該校研究人員開發(fā)出一種新型電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)100 000 r/min。新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的高功率密度可幫助減輕電動(dòng)汽車質(zhì)量，從而增加續(xù)航里程。

世界各地電動(dòng)汽車制造商一直在尋找解決電池供電車輛的續(xù)航里程難題。其中一種選擇是增加電池組的尺寸，但這同時(shí)增加了車輛質(zhì)量，產(chǎn)生更多需解決的問題。另一種選擇是減輕電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)可縮小尺寸，這不僅能減輕質(zhì)量，還可降低能耗，可增加相同電池組的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程。

電動(dòng)汽車牽引驅(qū)動(dòng)中使用傳統(tǒng)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(IPMSM)，其將磁鐵嵌入轉(zhuǎn)子中以產(chǎn)生強(qiáng)大的扭矩?，F(xiàn)有的IPMSM由于轉(zhuǎn)子中的薄鐵橋而遭受低機(jī)械強(qiáng)度的影響，這限制了它們的最大速度。研究人員使用了一種新的轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不僅提高了電機(jī)的穩(wěn)健性，而且還將生產(chǎn)電機(jī)所需的稀土材料減少了70%。

新南威爾士大學(xué)研究人員使用人工智能輔助優(yōu)化程序，評(píng)估了電、磁、機(jī)械和熱等各方面性能以優(yōu)化電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。

團(tuán)隊(duì)對(duì)90種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了評(píng)估，然后選擇其中前50%來生成新設(shè)計(jì)，并重復(fù)迭代過程，直到達(dá)到所需的最佳效果。最后一個(gè)電機(jī)設(shè)計(jì)是該程序分析的第120代，最終實(shí)現(xiàn)了100 000 r/min的絕對(duì)最大速度和7 kW/kg的峰值功率密度，是現(xiàn)有層壓IPMSM高速記錄的兩倍，成為有史以來最快的IPMSM。

除電動(dòng)汽車外，該電機(jī)還可用于使用高速壓縮機(jī)以及高精度數(shù)控機(jī)床或大型供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，或作為集成驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)部署在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，為電氣系統(tǒng)提供動(dòng)力。

新電機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比還具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)，大多數(shù)高速電機(jī)使用套筒來加強(qiáng)轉(zhuǎn)子，該套筒通常由鈦或碳纖維等高成本材料制成。而新轉(zhuǎn)子具有非常好的機(jī)械堅(jiān)固性，因此不需要套筒，且只使用約30%的稀土材料，成本大幅降低，從而使高性能電機(jī)更加環(huán)保和實(shí)惠。