与传统设备相比，电机转子位置传感器更加紧凑，重量减轻了 40%。插图由courtesy Continental AG
前言：
电机是各类电池驱动汽车的重要部件。电动汽车电机传统上需要磁铁和稀土材料，如钕和铌。为了解决这个问题，工程师们正在努力开发新的设计，以提高效率和可靠性，降低成本和噪音。
到2022 年，全球 82% 的电动汽车市场都在使用稀土永磁电机。无磁替代品包括开关磁阻电机和绕线转子同步电机。
今年早些时候，在拉斯维加斯举行的消费电子展上，Infinitum 首次推出了名为 Aircore Mobility电机的新设计。这种下一代轴向磁通牵引装置可为各种电动汽车提供动力。除汽车和卡车外，该技术还可用于农业、航空、建筑和航海应用。
Aircore Mobility电机具有高功率和高扭矩密度，可在很宽的速度和负载范围内运行。该技术的核心是一块轻质印刷电路板（PCB），它取代了传统电机中的铜绕铁定子。噪音、振动和粗糙度（NVH）以及机械损耗得以降低，效率得到提高。
据 Infinitum 公司称，与传统设备相比，Aircore Mobility 电机的效率提高了10%，体积减小了一半，铜用量减少了 66%。由于采用了 PCB 定子设计，该电机的密度可达到传统液冷电机的五倍。
这种下一代轴向磁通牵引电机可提供高功率和高扭矩密度，可在很宽的速度和负载范围内运行。
插图由 Infinitum 提供
Aircore Mobility 电机可使冷却液与定子直接接触，从而在更大的表面积上减缓热量。
插图由 Infinitum 提供
液冷工艺可使冷却液与定子直接接触，从而在更大的表面积上减少热量。过载能力更高，产品寿命更长。
Infinitum 公司技术副总裁 Paulo Guedes-Pinto说："我们的电机拓扑结构消除了磁芯损耗，提供了更广泛的转速和负载条件，使电机能够以高效率水平运行。"[它]为扩大1-8 级车辆、航空航天、船舶、建筑和农业机械的范围提供了一条新途径。
Infinitum 公司深知大规模生产电机所面临的挑战，但它声称已经做好了准备。
Infinitum 公司总裁 Rick Tewell 解释说："我们的地球每年新增 8亿台电机，随着世界电气化的发展，对电机的需求将继续快速增长。"我们将lingxian的性能与可持续发展相结合，重新设计了具有百年历史的电机设计和结构，以满足下一代的需求。
Tewell称："我们的高效电机......由于采用了独特的模块化设计，可以使用更少的原材料进行生产，并能快速组装。"同样的设计便于维护，使外壳、转子和定子可以在电机中重复使用，并通过再制造服务于下一代"。
减少能耗、碳排放和废物正成为电动汽车制造商寻找可持续推进替代方案的重中之重。
Tewell说："我们目前的重点是扩大和加快可持续电机的大规模生产，以满足需求。"我们的电机已经在暖通空调（HVAC）空气处理市场产生了巨大的积极影响，成为降低商业建筑、大型数据中心和工业应用能源需求的关键因素。
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澳大利亚的奇迹
澳大利亚悉尼新南威尔士大学 (UNSW)的工程师Zui近开发了一款电机，其灵感来自韩国Zui长的铁路桥的轮廓。Gyopo 桥是一座双曲拱桥，采用了基于复合曲线的机械应力分布技术。
Gyopo 铁路桥是一种双系拱结构，采用基于复合曲线的机械应力分布技术，激发了新型电机的开发。
插图由新南威尔士大学提供
原型电机的转速高达 100,000 rpm。这一功率超过了同类内部永磁同步电机装置的现有记录。
新南威尔士大学电气工程副教授 Rukmi Dutta博士说："通过实施跨学科设计和基于遗传算法的电机设计优化，高速电机成功超越了内部永磁电机的技术指标，并将其速度提高了一倍。
Zui重要的是，高速和新颖的转子设计使[电机]在减少稀土磁铁的情况下实现了高效率和极高的比功率密度（每公斤 7 千瓦），"Dutta声称。"高功率密度对重量敏感的应用（如电动汽车）极为有利"。
Dutta指出："为氢气（能源系统）设计的微型燃气涡轮机和为......电网设计的机械电池飞轮系统......也可以从我们的高速机器中获益。
减少稀土磁铁的使用意味着关键材料消耗更少、成本更低和供应链更安全。在不久的将来，Dutta和她的同事们计划探索能否在不影响性能提升和功率密度的情况下完全取消稀土磁铁。
到目前为止，我们已经成功地与电子涡轮充电器、暖通空调和电动汽车领域的行业合作伙伴建立了合作关系，"Dutta解释说。"我们已从政府、行业和学术机构获得资金，以开发和商业化这项技术。我们还吸引了[希望投资]该技术的公司的兴趣"。