المغناطيسات عالية الأداء في محركات السيارات الكهربائية

لقد تحول المشهد العالمي لصناعة السيارات من خلال إدخال الطاقة الكهربائية لتشغيل المركبات. لقد أدى استخدام المحركات الكهربائية في المركبات إلى جعل النقل أكثر اقتصادا وكفاءة وصديقة للبيئة ومستدامة. العنصر الأساسي في المركبات الكهربائية هو المحرك الكهربائي الذي يغذي المركبات من خلال تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تعتمد كفاءة وكثافة الطاقة وكثافة الطاقة وأداء المحركات الكهربائية على جودة المغناطيسات المستخدمة حيث تعد المغناطيسات العناصر الرئيسية للمحركات.

تُستخدم المغناطيسات ذات القوة المغناطيسية العالية والقدرة على مقاومة إزالة المغناطيسية بشكل عام في محركات المركبات الكهربائية. تم اختيار SmCo (الساماريوم والكوبالت) و NdFeB (نيوديميوم حديد البورون) وهي مغناطيسات أرضية نادرة تتمتع بقوة مغناطيسية عالية ومقاومة لإزالة المغناطيسية لتصنيع المحركات الكهربائية. أدى استخدام هذه المغناطيسات إلى جعل المحركات الكهربائية أخف وزنًا وأكثر إحكاما وسعة لتوليد عزم دوران مرتفع في ظروف حمل أو سرعة مختلفة (سرعة منخفضة وعالية). جعلت خاصية الإحكام وخفة الوزن هذه المحركات أكثر ملاءمة وقيمة للسيارات الكهربائية. نظرًا للخصائص الفريدة لمغناطيسات الأرض النادرة، فإن الطلب على المحركات الكهربائية للمركبات سيزداد. تطلب صناعات السيارات مغناطيسات عالية القوة وعالية الجودة للسيارات الكهربائية بسبب انخفاض استهلاك الطاقة والحلول الاقتصادية. كما تتزايد متطلبات المغناطيسات عالية الأداء لأن الناس يتبنون المزيد من المركبات الكهربائية بسبب قلة استخدام الطاقة وتحسين أداء القيادة والمدى الإضافي. الاعتماد الوحيد على مغناطيسات الأرض النادرة هو المخاوف والتحديات المتزايدة بسبب التكلفة واستقرار سلسلة التوريد والعوامل البيئية الأخرى لهذه المواد. ويعمل الباحثون والعلماء على تحسين أداء وخصائص المغناطيسات، كما يستكشفون أنواعًا جديدة من المغناطيسات حتى يمكن تقديم حل مستدام في المستقبل. إن استخدام المغناطيسات عالية الجودة لا يجعل السيارة الكهربائية أكثر كفاءة فحسب، بل يجعلها أيضًا أكثر استدامة للمستقبل.

أهمية المركبات الكهربائية:

في هذا العصر الحديث، تزايد نمو الطلب على المركبات الكهربائية بسبب انخفاض انبعاثات الكربون وحلول الطاقة الأكثر خضرة. تقدم البلدان المختلفة نوعًا جديدًا من المبادرات والسياسات لتبني تكنولوجيا المحركات الكهربائية في المركبات التي تحل محل مصادر الطاقة التقليدية. إنهم يقدمون الإعانات والائتمانات الضريبية وتطوير البنية اللازمة للمركبات الكهربائية للناس. تصنع شركات مثل Tesla و BYD و Nissan في الولايات المتحدة والصين والاتحادات الأوروبية عددًا كبيرًا من المركبات الكهربائية (Evs). سيتم زيادة مبيعات المركبات الكهربائية إلى النسبة القصوى من المبيعات الحالية للمركبات التقليدية بحلول عام 2030.

المحركات الكهربائية هي العناصر الرئيسية للمركبات الكهربائية التي توفر الطاقة العالية للمركبات مقارنة بمحركات الاحتراق الداخلي التقليدية (محركات IC). يعتمد التشغيل الأكثر سلاسة وعالي الأداء للمركبات الكهربائية على جودة وكفاءة المحركات الكهربائية. محركات المركبات الكهربائية هي في الأساس الأجهزة التي توفر طاقة خرج عالية وكفاءة وتوازن بين التكلفة والوزن. تتزايد احتياجات المحركات الكهربائية مع تقدم تكنولوجيا المركبات الكهربائية. يوفر عزم الدوران الفوري والتعامل الأفضل من خلال المحركات عالية الكفاءة والقوية تجربة قيادة أفضل للراكب. لذلك هناك حاجة ماسة للعمل على التصميم المبتكر والمواد ونظام التحكم حتى تصبح المركبات الكهربائية أكثر جاذبية في السوق العالمية.

دور المغناطيسات عالية الأداء:

مقدمة:

تُعد مغناطيسات NdFeB (نيوديميوم حديد بورون) مغناطيسات عالية الأداء تتمتع بمجال مغناطيسي قوي وتوفر حلًا خفيف الوزن وصغير الحجم للأنظمة مثل محركات المركبات الكهربائية. تُعد مغناطيسات نيوديميوم حديد بورون (NdFeB) مغناطيسات نادرة الأرض تتمتع بأقوى كثافة طاقة مغناطيسية بين جميع المغناطيسات المتوفرة في الأسواق. النيوديميوم والحديد والبورون هي العناصر المستخدمة لإنتاج مغناطيسات نيوديميوم حديد بورون. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سرعة عالية وعزم دوران وصغر حجم، تُفضل مغناطيسات نيوديميوم حديد بورون (NdFeB).

تعتبر المغناطيسات ذات الأداء العالي ضرورية للمحركات الكهربائية بسبب الخصائص التالية:

كفاءة:

تعتمد كفاءة وأداء المحركات الكهربائية على المجال المغناطيسي. فمع المجال المغناطيسي، يتم تحويل الطاقة الكهربائية للمحرك إلى طاقة ميكانيكية تعمل كمصدر لتشغيل المركبات الكهربائية. إن أقوى مجال مغناطيسي للمغناطيسات يجعل المحركات أكثر كفاءة. إن مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) هي مغناطيسات قوية وتستخدم على نطاق واسع للتشغيل الفعال للمحركات الكهربائية.

قوة عالية وكثافة عزم الدوران:

تُستخدم المغناطيسات ذات عزم الدوران العالي وكثافة الطاقة في المحركات الكهربائية للسيارات الكهربائية. تُعد مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون مغناطيسات ذات عزم دوران عالي وكثافة طاقة وتوفر الحل المدمج لمحركات السيارات الكهربائية.

تصميم مدمج وخفيف الوزن:

يعد التصميم المدمج وخفيف الوزن لمحركات المركبات الكهربائية من أهم أولويات مهندسي ومصممي السيارات. وقد أدى استخدام مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون إلى جعل تصميم المحركات الكهربائية أكثر إحكاما وخفة وزن دون المساس بالكفاءة وناتج الطاقة.

تتمتع بالثبات والمقاومة للحرارة:

يجب أن تتمتع المغناطيسات المستخدمة عمومًا للمحركات الكهربائية بخصائص عالية من الاستقرار والمقاومة ضد ظروف درجات الحرارة المرتفعة. تتمتع مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) بخصائص عالية من المقاومة والاستقرار لظروف الحرارة ودرجات الحرارة المرتفعة. لذا فإن هذه المغناطيسات هي الأنسب لتصنيع المحركات الكهربائية للسيارات الكهربائية.

للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم:

تُعد مغناطيسات النيوديميوم والحديد والبورون (NdFeB) من المغناطيسات المستخدمة على نطاق واسع في تصنيع المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم بسبب خصائصها الفريدة مثل المجال المغناطيسي الأقوى والأكثر ديمومة مع تصميم مضغوط وخفيف الوزن.