Kendaraan Listrik: Peneliti Mengembangkan Mesin Revolusioner

Motor plastik untuk mobil listrik. Istimewa

Peneliti Jerman telah merancang motor listrik yang casing plastik dan arsitekturnya mengurangi berat dan biaya tetapi juga meningkatkan kepadatan daya dan kinerja dibandingkan dengan mesin yang biasanya digunakan dalam kendaraan listrik.

Jika baterai merupakan elemen penting untuk kinerja kendaraan listrik, mesin juga memainkan peran penting. Bobotnya (yang memengaruhi konsumsi listrik) dan kinerjanya sangat menentukan karakter ekologis kendaraan.

Sementara efisiensi mesin kurang dari 40% – artinya lebih dari 60% energi yang terkandung dalam tangki meninggalkan “asap” dan karenanya tidak digunakan untuk memindahkan kendaraan – bahwa motor listrik lebih besar dari 90%. Dengan kata lain, lebih dari 90% listrik yang disimpan dalam baterai akan dikonversi oleh mesin menjadi energi mekanik yang ditransmisikan ke roda. Kehilangan 10% disebabkan oleh pelepasan panas yang disebabkan oleh aliran arus di kabel berliku. Ini disebut efek Joule.

Untuk membuat kendaraan listrik menjadi lebih hijau, para peneliti di Institut Fraunhofer dan Institut Teknologi Karlsruhe di Jerman telah menetapkan tujuan untuk meningkatkan efisiensi motor listrik dan mengurangi bobot serta harga.

“Aspek inovatif dari konsep kami terletak pada stator,” kata Robert Maertens, seorang peneliti di Fraunhofer Institute. Motor listrik terdiri dari rotor bergerak dan stator tetap. Stator berisi belitan kabel tembaga yang dilalui oleh arus listrik dan di sinilah sebagian besar kehilangan hasil terjadi. Untuk mencegah panas berlebih dari motor listrik kendaraan, pembangkitan panas di stator secara konvensional dilakukan oleh badan logam mesin ke rumah casing ganda di mana air bersirkulasi. Desain ini mengurangi bobot dan dimensi hingga 25% dibandingkan dengan mesin berpendingin udara.

Tim peneliti mengganti kabel tembaga bulat stator dengan kabel bagian persegi panjang, yang dapat dilukai lebih erat. Ini menghemat ruang untuk dimasukkan ke dalam tabung stator tempat pendingin bersirkulasi. “Desain ini menghilangkan kebutuhan untuk melakukan panas melalui bingkai logam ke casing luar. Faktanya, tidak ada kebutuhan untuk rumah pendingin dan tidak lagi diperlukan untuk sasis menjadi logam, “jelas Robert Maertens. Selain itu, desain baru mencakup solusi pendinginan rotor yang juga memungkinkan kehilangan panasnya untuk dibuang langsung ke mesin.

Mesin “plastik”
Mitra kemudian merancang motor yang tubuhnya terbuat dari polimer. Ini adalah plastik thermosetting yang diperkuat serat yang menawarkan ketahanan tinggi terhadap suhu dan zat pendingin yang agresif. Dibandingkan dengan bingkai aluminium tradisional, bobotnya dikurangi dan pembuatannya juga disederhanakan. Menurut Maertens, “solusi ini juga menawarkan keuntungan lain, termasuk inersia termal yang lebih rendah dan kepadatan daya motor yang lebih tinggi”.

Pilihan-pilihan ini memungkinkan untuk merancang geometri kompleks untuk casing motor tanpa perlu pemesinan berikutnya. Bingkai polimer diproduksi oleh proses pencetakan injeksi otomatis dari senyawa fenolik. Siklus produksi berlangsung selama 4 menit, yang memungkinkan produksi massal berbiaya rendah.

Dikembangkan bersama teknologi baterai baru seperti baterai padat, mesin revolusioner ini, jika memenuhi janjinya, memungkinkan untuk mendapati kendaraan listrik dengan lebih murah, lebih efisien dan lebih ramah lingkungan. Masih tetap menjadi pertanyaan daur ulang chasis-chasis polimer ini…

You may also like...