תחת הפריסה האסטרטגית הכפולה של פחמן, מנוע ההנעה, כמרכיב הליבה של רכבי אנרגיה חדשים, צריך לשים לב יותר לפיתוח יעילות גבוהה, מזעור ואינטליגנציה. בשנים האחרונות, על מנת לשפר עוד יותר את צפיפות ההספק, היעילות ומחווני ליבה אחרים של מנועי הנעה ולהפחית עלויות, חברות המנוע המשיכו לפתח מוצרי מנועים בעלי ביצועים גבוהים, כגון מגנטים קבועים מעטים/ללא אדמה נדירה כבדה, 6.5% פלדת סיליקון גבוהה, חומרים מרוכבים מגנטיים רכים, סגסוגות אמורפיות / ננו-גבישיות וחומרי מפתח אחרים זכו לתשומת לב רבה. בנוסף, למרות שהנעה מרוכזת היא הזרם המרכזי הנוכחי, טכנולוגיות הנעה מבוזרות כמו מנועי גלגלים ומנועי רכזת היו גם נושא מחקר חם בשל נתיבי ההעברה הקצרים שלהם ושליטה עצמאית במומנט בין סרנים או גלגלים.
עם זאת, הפיתוח של מנועי הנעה חדשים מתמודד גם עם כמה בעיות. לדוגמה, לכמה חומרי מפתח של מנועי הנעה חדשניים עדיין יש נקודות כאב כמו תהליכים קשים ועלויות גבוהות. כוננים מבוזרים, במיוחד כונני רכזת גלגלים, עדיין סובלים מבעיות כמו יכולת שליטה לקויה, עלויות גבוהות ואמינות נמוכה. יש צורך באימות נוסף כדי לקדם יישום בדגמים נוספים.
להלן מתמקדים בעיקר בשני הממדים של חומרים מתקדמים למנועי הנעה והנעים מבוזרים.
חומרים מתקדמים למנועי הנעה:
חומרים מרכזיים המשפיעים על הביצועים והעלות של מנועי הנעה כוללים מגנטים קבועים, יריעות פלדת סיליקון, חוטי נחושת וכו'. בעתיד, יש צורך להתמקד בפיתוח של פלדה חשמלית בעלת חוזק גבוה, בעל אובדן נמוך ומגנטית רכה חדשה. חומרים, ומגנטים קבועים של אדמה נדירה עמידה בטמפרטורה נמוכה-כבדה/ללא אדמה נדירה כבדה, מוליכות גבוהה, חוט נחושת בהפסד נמוך ומערכת בידוד עמידה בפני קורונה, מוליכות תרמית גבוהה וכו'.
חומרים מגנטיים רכים חדשים כוללים פלדת סיליקון גבוהה 6.5% Si, סגסוגות אמורפיות/ננו-גבישיות, חומרים מרוכבים מגנטיים רכים וכו'. תהליך הייצור של פלדת סיליקון גבוהה 6.5% Si הוא מורכב, וכתוצאה מכך בקרת איכות קשה, יעילות ייצור נמוכה ועלות גבוהה ; לסגסוגות אמורפיות/ננו-גבישיות יש צפיפות מגנטית רוויה נמוכה, והחומרים דקים, שבירים, קשים וקשים לעיבוד, מה שהופך אותם מתאימים יותר ליישומים במהירות גבוהה במיוחד ובמתח גבוה. מנוע תדר.
חומר NdFeB הוא עדיין חומר המגנט הקבוע החשוב ביותר של כדור הארץ הנדיר, וחומר מגנט קבוע MQ3 המשתמש בטכנולוגיית דפורמציה תרמית מרווה מהירה של Nd-Fe-B הוא אחד המוקדים של חומרי מגנט קבוע חדשים. הפחתת הצריכה של כדורי אדמה נדירים כבדים היא כיוון המחקר והפיתוח המרכזי הנוכחי, וטכנולוגיית עידון תבואה, טכנולוגיה בין-גרגירית, טכנולוגיית דיפוזיה בין-גרעינית וטכנולוגיה מקיפה הם מוקד המחקר. בנוסף, מנועי עירור חשמליים אינם מצריכים שימוש במגנטים קבועים והם גם אחד החששות של התעשייה ואפשרויות המוצר הפוטנציאליות.
דרייבר מבוזר:
הנעה מבוזרת היא בחירה חשובה בתהליך פיתוח החשמול העתידי, והיא מעצימה הדדית נהיגה אוטונומית. הנעה מבוזרת כוללת טכנולוגיות מפתח כגון חלוקת מומנט ובקרה, בקרת כונן נגד החלקה, בקרה סובלנית לתקלות ובטיחות תפקודית. יחד עם זאת, מכיוון שלנהיגה מבוזרת עדיין יש אתגרים מסוימים מבחינת יכולת תמרון ועלות, היא עשויה להיות הראשונה לשימוש במכוניות נוסעים יוקרתיות ובכלי רכב מיוחדים (דרישות ביצועים גבוהות ולא רגישות לעלות) יישום של יישומים.
מנועי גלגלים ומנועי רכזת הם שני מסלולים טכניים חשובים להנעה מבוזרת. מנוע הגלגל יכול להעניק משחק מלא ליתרונות התכנון הרב-שדות האלקטרו-מכניים, התרמיים והמגנטיים של מכלול ההנעה החשמלי המשולב עמוקות כדי להשיג מנוע הנעה קטן וקלה יותר ומערכת מכלול מפחית. בהשוואה למנועים בתוך הגלגל, התכנון ההנדסי של מנועים בצד הגלגלים פחות קשה, אך עדיין ישנם אתגרי עלות.
מנועים בתוך הגלגלים מתמודדים עם בעיות טכניות רב-ממדיות כגון פיזור חום, איטום, בקרה ועמידות בפני פגיעות. יש עוד דרך ארוכה לפני יישומי ייצור המוני בקנה מידה גדול בתחום מכוניות הנוסעים. נדרשות מוליכות תרמית ביעילות גבוהה, טכנולוגיות קירור ופיזור חום, כמו גם טכנולוגיית איטום דינמית חסינת אבק ועמידה למים, התנגדות נמוכה, טכנולוגיית מודול פינתי משולבת ואזורי עיצוב ואימות הנדסיים אחרים זקוקים לפריצות דרך מרכזיות. מקור המאמר: מפת דרכים טכנולוגית רכב חיסכון באנרגיה ואנרגיה חדשה.
