Forskarnas plastmotor gör elbilar lättare och effektivare

2019-07-05 11:00  
Forskare har utvecklat en plastmotor som tar verkningsgraden till helt nya nivåer. Foto: Fraunhofer ICT och Pontus Lundahl/TT

En osannolik lösning som gör elmotorer effektivare och billigare. Vid tyska Fraunhofer-institutet har forskare utvecklat en plastmotor som tar verkningsgraden till helt nya nivåer.

När det kommer till att få låg förbrukning i ett fordon har det traditionellt handlat om en kombination av vikt, aerodynamik samt hög verkningsgrad i motorn. För fossildrivna bilar har det senare varit en svår nöt att knäcka. I dagsläget kommer de bästa motorerna upp i strax över 40 procents verkningsgrad.

För elbilar ser utmaningarna annorlunda ut. Men trots att elmotorer har en enormt mycket bättre verkningsgrad finns det alltid utrymme för förbättringar. 

Vid tyska Fraunhofer-institutet för kemiteknik samt Karlsruhe Institute of Technology har forskare utvecklat en motor som mycket väl kan ge ett tekniksprång. De har nämligen byggt en motor där metall ersatts av plast.

Läs mer: Nya Renault Captur kommer som laddhybrid

– En elmotor består av en rotor och en stator. Statorn innehåller koppartrådar där elektriciteten går – och det är här majoriteten av elförluster sker. Därför ligger de nya aspekterna av vårt koncept i statorn, säger Robert Maertens, forskare vid Fraunhofer-institutet ICT i ett uttalande.

En vanlig elmotor har i dag en verkningsgrad på över 90 procent. Den förlust som forskarna zoomat in på är de sista tio. Dagens motorer använder en design där statorn har en metallkåpa som i sin tur kyls ner med vatten. Det teamet gjort i projektet är att först byta ut de runda koppartrådarna mot platta rektangulära. Dessa kan dels viras tätare och dels ger de utrymme för kylkanaler.

– Den här optimerade designen gör att värmeförluster kan ledas genom kylkanalerna inne i statorn, vilket tar bort behovet att transportera värme genom metallkåpan till extern kylning. Faktum är att du inte ens behöver en kylmantel i det här konceptet. Det erbjuder även andra fördelar såsom lägre termisk tröghet och högre kontinuerlig effekt från motorn, säger Robert Maertens.

Läs mer: Hyundai: Den första motorn i sitt slag

Kylningseffektiviteten gjorde även möjligt för forskarna att bygga motorn i en fiberförstärkt härdplast.

– Polymerkåpor är lätta och lättare att producera än de i aluminium. De går även att få komplexa geometrin utan att kräva efterbehandling, så vi har lyckats få till riktiga besparingar när det kommer till vikt och kostnad, säger Robert Maertens.

Och den tyska plastmotorn är förberett för massproduktion. Enligt Fraunhofer så tar det runt fyra minuter att gjuta plasthöljena. 

Men hur effektiva blev plastmotorerna? I tester har det visat sig vara riktigt bra.

– Vi har sett att vi redan kan skingra över 80 procent av den förväntade värmeförlusten. Och vi har redan hittat lovande lösningar för att ta hand om de resterade förlusterna på strax under 20 procent. Vi befinner oss nu i läget att vi monterar ihop rotorer och kommer snart att testa motorer för att validera i verklig drift, säger Robert Maertens.

Felix Björklund

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt