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发布: 4:29pm 22/09/2022

发动机

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或改變電動車業未來 高中生髮明可持續發動機

拼盘 未签 美国17岁少年发明可持续发动机  或改变电动车行业未来
年僅17歲的桑松發明了一種不需稀土強磁的電動機,希望能解決電動車可持續性的問題。(圖:互聯網)

(佛羅里達州22日綜合電)美國一位17歲高中生髮明瞭一種不需要稀土強磁的電動車引擎,為電動車的可持續性鋪平道路。

桑松是個天生的工程師,年僅17歲的他已經在課餘時間完成了至少60個工程項目,從電子手到高速跑靴,再到時速超過112公里的卡丁車(Go-kart)。

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幾年前,桑松看到了一個關於電動車的優缺點的視頻。原來大多數電動車的發動機都需要由稀土元素製成的磁鐵,而且稀土材料不但非常昂貴,提取過程還會造成環境汙染。

桑松說:“我天生對電動機感興趣,既然它有可持續性的問題,我想解決它,並嘗試設計一個不同的發動機。”他曾在不同的機器人項目中使用電動機。

不使用稀土材料電動機

桑松聽說過一種不使用稀土材料的電動機——同步磁阻電動機(Synchronous Reluctance Motor)。這是目前用於泵和風扇的電動機,但其功率不足以驅動電動車。於是桑鬆開始絞盡腦汁想出如何提高其性能的辦法。

在一年的時間裡,桑松在沒有導師的幫助下,經歷了無數次的失敗,終於創造了一種新型的同步磁阻電動機原型,比現有的電機具有更大的旋轉力(或扭矩)和效率。原型機是由3-D打印的塑料、銅線和一個鋼製轉子所製成,其功率已經過各種儀表所測量,其電機的轉速也通過激光轉速錶來確定了。

這項發明為桑松贏得了今年最大的國際高中STEM競賽——Regeneron國際科學與工程博覽會(ISEF)的一等獎和7.5萬美元(約33.7萬令吉)獎金。

密歇根大學電子與計算機工程教授霍夫曼在電動汽車領域擁有豐富實戰經驗,他解釋說:“磁鐵的應用似乎越來越多,但很多原材料都是在中國開採的,價格往往取決於美國與中國的貿易狀況。”

與現有同步磁阻電動機不同的是,桑松在他的原型機中加入另一個磁場和其他組件,而不用氣隙來提高凸極比,從而產生扭矩。他希望在未來能獲得這項技術的發明專利。

材料便宜但製造複雜

霍夫曼教授說,同步磁阻電機的材料是便宜的,但其機器是複雜且難以製造。因此,目前高昂的製造成本是其廣泛使用的一個障礙,也是桑松的發明一大限制因素。

桑松同意這一點,但他說:“有了增材製造(如3-D打印)這樣的新技術,將來就會更容易建造了。”

目前他正在等待下一階段的測試,然後才與汽車公司接觸,希望有朝一日自己的發明將成為電動汽車的首選設計。

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