Projektowanie silników dla pojazdów elektrycznych przyszłości
Jeśli chcemy zobaczyć skuteczną transformację europejskiego przemysłu motoryzacyjnego i przejście na pojazdy elektryczne, potrzebujemy przystępnych cenowo podzespołów. Wszystkie te rozwiązania muszą ponadto być energooszczędne i nadawać się do recyklingu, aby zminimalizować ich wpływ na środowisko. Kolejnym wyzwaniem jest minimalizowanie zużycia krytycznych surowców, aby ograniczyć ryzyko związane z łańcuchami dostaw. Zespół projektu MAXIMA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) rozpoczął prace w 2023 roku, aby poszukiwać rozwiązań tych problemów. Projekt MAXIMA (Modular AXIal flux Motor for Automotive) odpowiada na potrzebę skalowalnych i zrównoważonych rozwiązań w zakresie elektryfikacji branży motoryzacyjnej poprzez opracowanie przystępnego cenowo i elastycznego silnika tarczowego. Rozwiązanie zostało zaprojektowane z myślą o lepszych osiągach, ochronie środowiska, a także zmniejszeniu zależności od rzadkich i krytycznych surowców, zwłaszcza magnesów trwałych.
Rozwiązania cyfrowe
„Zespół projektu MAXIMA opracował nowatorską platformę do projektowania i analizy wielofizycznej, która umożliwia producentom i inżynierom uwzględnienie parametrów elektromagnetycznych, strukturalnych i termicznych, a także możliwości recyklingu od pierwszych etapów prac”, informuje Stéphane Clénet, przedstawiciel koordynującej projekt instytucji Arts et Métiers ParisTech. Uwzględnienie zasad gospodarki o obiegu zamkniętym w procesie projektowania umożliwia optymalizację silnika pod kątem osiągów, możliwości produkcji, modułowości i prostoty demontażu. Wielofizyczny cyfrowy bliźniak opracowany w ramach projektu MAXIMA pozwala na monitorowanie go w czasie rzeczywistym, przeprowadzanie konserwacji predykcyjnej i adaptacyjne sterowanie. Dzięki tym rozwiązaniom udało się osiągnąć istotny postęp w zakresie osiągów, niezawodności i trwałości silnika w rzeczywistych warunkach pracy w kontekście branży motoryzacyjnej.
Materiały i produkcja
Celem projektu MAXIMA jest obecnie opracowanie i przetestowanie prototypów opartych na miękkich kompozytach magnetycznych i zaawansowanych stalach elektrycznych zoptymalizowanych pod kątem redukcji strat i usprawnienia produkcji. „Wprowadzanie innowacji procesowych już teraz ogranicza ślad węglowy i koszty produkcji nowych silników elektrycznych”, zauważa Clénet. Zespół dokonał także istotnych postępów w zakresie strategii wycofywania magnesów trwałych z eksploatacji. Naukowcy skupieni wokół projektu MAXIMA opracowali skuteczny proces recyklingu, w ramach którego magnesy neodymowo-żelazowo-borowe są odzyskiwane, oczyszczane i regenerowane w celu ich ponownego wykorzystania. Dzięki zastosowaniu tego procesu możliwe jest zachowanie większości ich pierwotnych właściwości pomimo zanieczyszczenia i zużycia. „To pozwala na zamknięcie obiegu krytycznych surowców o wysokiej wartości i wyznacza ścieżkę zmian dla całego sektora”, zauważa Clénet. Dalszy etap prac zakłada wykorzystanie technologii opracowanych dotychczas w ramach projektu w celu zbudowania i przetestowania szeregu prototypów silników w realistycznych warunkach. Badacze rozszerzą badania dotyczące recyklingu, przyspieszą produkcję prototypów, a następnie zajmą się doskonaleniem modeli analizy cyklu życia na podstawie rzeczywistych danych. Do 2027 roku zespół projektu MAXIMA (Modular AXIal Flux Motor for Automotive) zamierza opracować konkretne rezultaty, które wpłyną na przyspieszenie przejścia europejskiego przemysłu motoryzacyjnego na zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, strategicznej autonomii i neutralności klimatycznej. „W ten sposób Europa umocni swoją pozycję światowego lidera w dziedzinie zrównoważonych technologii elektryfikacji, co przełoży się na korzyści przemysłowe, środowiskowe i społeczne w dłuższym ujęciu czasowym”, podsumowuje Clénet. Jeśli chcesz, żeby twój projekt został zaprezentowany w rubryce „Projekt miesiąca”, wyślij wiadomość na adres editorial@cordis.europa.eu i opowiedz nam o nim.
