研究人员正在为更好的电机制造新钢铁

崔军(音)在实验室里使用一个金属旋转器和其他设备工作,这个旋转器能使金属迅速凝固成细带。app亚博体育(摄影:Christopher Gannon)

美国能源部(DOE)的目标是使插电式电动汽车像目前使用的内燃机汽车一样经济和方便。然而,这一目标尚未实现。

电动汽车(插电式电动汽车)无处不在计划于2012年由奥巴马总统和能源部提出。美国能源部规定,电动汽车的重量应该减少30%,电池成本应该从每千瓦时500美元减少到125美元,电力驱动系统应该从每千瓦时30美元减少到每千瓦时8美元。

“一般来说,在工程领域,当你遇到这样的问题时,你会考虑系统,比如电机设计,”崔军说爱荷华州立大学材料科学与工程副教授,美国能源部艾姆斯实验室的亚博网站下载资深科学家。亚博老虎机网登录

但是电动马达在19世纪30年代就已经存在了。简单的系统解决方案很久以前就被发现了。

硬的东西是与物质相关的。这是对更好材料的需求。亚博网站下载

崔俊,爱荷华州立大学副教授

新车辆技术拨款

崔教授领导着一个研究团队,该团队致力于满足对电动机性能和更好材料的需求。亚博网站下载美国能源部的车辆技术项目提供了一笔为期三年、价值380万美元的赠款,以支持该团队的努力。其中约280万美元将用于支持爱荷华州立大学的研究活动。

该项目还包括来自纽瓦克特拉华大学的研究合作者;以及康涅狄格州东哈特福德的联合技术研究中心。

崔说,这个项目之所以成为现实,是因为爱荷华州立大学和艾姆斯实验室的研究专长和设施的结合。

当地的合作者包括Scott Chumbley,他是艾姆斯实验室的材料科学与工程教授和科学家;亚博网站下载亚博老虎机网登录材料科学与工程Alan和Julie Renken副教授、Ames实验室副科学家Peter Collins;亚博网站下载亚博老虎机网登录艾姆斯实验室高级冶金学家、材料科学与工程兼职教授艾佛·安德森;亚博网站下载亚博老虎机网登录Valery Levitas, Schafer 2050挑战航空航天工程教授和Ames实验室的副科学家;弗兰克·彼得斯(Frank Peters),副教授,工业和制造系统工程运营副主席;以及马修·克莱默,埃姆斯实验室材料科学与工程学部主任,材料科学与工程兼职教授。亚博网站下载亚博老虎机网登录

崔说,该项目的建模和基础实验工作将在爱荷华州立大学进行,而该项目的大规模铸造和部分成型方面将在埃姆斯实验室进行。崔补充说,如果没有他之前在美国能源部位于华盛顿里奇兰的太平洋西北国家实验室进行的钢铁研究,这笔资金可能不会获得。

这是一次真正的合作。并不是艾姆斯实验室或爱荷华州立大学的所有人都参与了这个项目。

崔俊,爱荷华州立大学副教授

根据能源部的一份声明,这笔拨款是联邦政府对35个研究项目的5920万美元投资的一部分,这些研究项目旨在降低传统、电动和替代燃料汽车的成本并提高其效率。

“电工钢”

崔的研究团队的目标是开发带有定子铁芯的电机,定子铁芯是一种非旋转的磁性部件,由一种新型“电工钢”制成的薄层或叠层。这种新钢将是含有6.5%硅的铁合金,是目前电动机用量的两倍。

崔说,额外的硅增加了大约50%的材料电阻率。它还减少了涡流,功率损失,和热在电机。这些因素在研究人员努力制造下一代电动马达时至关重要。崔设想,这些马达可以在更高的频率下运行——从当前的60赫兹到400赫兹。

崔说,更高的频率将有助于产生更高的电机功率密度。这意味着发动机可以更轻,更小,更划算,更强大。

在较高的频率下操作会降低电机效率。崔的团队正在开发的新型电工钢将能够减少这些效率损失。然而,有一个障碍:含有更多硅的钢容易变脆,而且制造成本昂贵。

“如果你把它掉在地上,它就会破裂。”崔说。

爱荷华州立大学埃姆斯实验室的研究小组将分析和描述制造电钢的各种过程,使其具有高度的柔韧性和生产的经济性。

崔解释说,他的团队还专注于制造不依赖于使用稀土材料生产的磁铁的材料和马达。亚博网站下载这将为汽车工业节省不断增长的稀土材料成本。亚博网站下载

这个项目的根本动力是我们想要更经济有效的电动机。如果幸运的话,大约10年后,我们将看到这项工作的真正影响。我们应该看到这些汽车在路上行驶。

崔俊,爱荷华州立大学副教授

评论

  1. 尼尔Farbstein 尼尔Farbstein 美国 说:

    新钢铁吗?他们在层压铁氧体制成的马达里装了一个微型变压器。聪明。

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