All press
Världens mest effekttäta elmotor med permanentmagneter är under utveckling i Storbritannien. Equipmake, ett expertföretag inom elektrifiering, har samarbetat med HiETA, en ledande organisation inom additiv tillverkning, för att utveckla nästa generations motor som en del av ett revolutionerande projekt som finansieras av Innovate UK.
- Expertföretaget inom elektrifiering, Equipmake, och det ledande additivtillverkningsföretaget HiETA samarbetar kring en innovativ ny elmotor
- Med kodnamnet AMPERE kommer den att använda additiv tillverkning för att göra den lättare, mindre och mer värmeeffektiv än konventionella permanentmagnetmotorer
- Med en toppeffekt på 220 kW vid 30 000 varv/min och en vikt på mindre än 10 kg siktar AMPERE på att bli världens mest effekttäta elmotor med 20 kW per kg
- Dess banbrytande användning av additiv tillverkning - i huvudsak 3D-metallutskrift - gör det också möjligt att använda minsta möjliga mängd höghållfasta legerings- och magnetmaterial, vilket håller kostnaderna så låga som möjligt
- AMPERE har tillämpningar inom många sektorer, från bilindustrin till flyg- och marinindustrin
Den nya motorn har kodnamnet AMPERE och bygger på Equipmakes världsledande expertis inom elmotordesign och HiETAs banbrytande kunskaper inom värmeteknik och additiv tillverkning. Målet är att producera en extremt lätt, effektiv och billig elmotor med en maximal effekttäthet på mer än 20 kW per kg - mer än fyra gånger så hög effekttäthet som en konventionell elmotor.
Nyckeln till AMPERE:s prestanda är kombinationen av en avancerad motordesign och additiv tillverkning, vilket gör att metallstrukturen kan 3D-printas i stället för att fräsas ur ett massivt ämne.
Detta ger många fördelar. För det första används metall bara där den behövs. För det andra kan termiskt effektiva tunna väggar och optimerade fina ytdetaljer kombineras direkt med motorns struktur, vilket ersätter sammansättningar i flera delar med en enda, komplex arkitektur som har exceptionell kylförmåga, är lätt, har låg tröghet och möjliggör kraftigt ökad rotationshastighet.
Detta tillvägagångssätt innebär inte bara att AMPERE kommer att använda minsta möjliga mängd höghållfasta legeringar i sin konstruktion, utan också minsta möjliga mängd dyra aktiva material - magneterna - för att hålla kostnaderna så låga som möjligt.
Equipmake och HiETA siktar på en toppeffekt på 220 kW vid 30 000 varv/min och en vikt på mindre än 10 kg för AMPERE. Som jämförelse kan nämnas att även de bästa standardmotorerna med permanentmagneter som används i dag har svårt att uppnå 5 kW per kg. Equipmake's innovativa APM 125, en av världens mest effekttäta elmotorer för bilar, som använder företagets spoke-arkitektur för att maximera kylkapaciteten, erbjuder en toppeffekt på 125 kW vid 12.000 rpm och en vikt på bara 14 kg, vilket ger en effekttäthet på strax under 9 kW per kg.
De första AMPERE-prototyperna kommer att vara i drift om 12 månader.
I slutet av förra året öppnade Equipmake sin helt nya fabrik i Snetterton, Norfolk, där företaget erbjuder en komplett lösning för elfordon, med möjlighet att konstruera, testa och tillverka allt från motorer till helt elektrifierade plattformar, till stöd för fordons- och flygindustrin. På plats konstruerar och tillverkar företaget sina helintegrerade elbusschassier för en alltmer internationell kundbas. Företagets innovativa APM-serie av motorer används i EBus-chassit och kommer även att driva den kommande Ariel HIPERCAR.
Ian Foley, verkställande direktör för Equipmake, säger: "Equipmake har gjort stora framsteg inom elmotorprestanda de senaste åren, med vårt APM-sortiment av avancerade motorer som erbjuder klassledande effekttäthet tack vare sina kompakta, lätta konstruktioner. Additiv tillverkning är nyckeln till nästa steg i utvecklingen och vi är mycket glada över att samarbeta med HiETA i AMPERE. Det här spännande projektet har potential att helt förändra vår uppfattning om vad en elmotor kan erbjuda - och med så mycket prestanda i ett så litet paket till så låg kostnad som möjligt kommer den här motorn att ytterligare revolutionera e-mobilitet, oavsett om det är inom bil- eller flygindustrin. Vi är tacksamma mot Innovate UK för deras stöd och ser fram emot att få de allra första AMPERE-prototyperna i drift mycket snart."
Andy Jones, Innovation Programme Manager på HiETA, säger: "AMPERE ger oss möjlighet att tillämpa både HiETA:s expertis inom termisk hantering och tillverkning av komplexa, tunnväggiga strukturer med additiv tillverkning på elmotordesign för att uppnå ambitiösa effekttätheter. Vi minskar vanligtvis storleken på komponenterna för termisk hantering med fem gånger jämfört med konventionella tekniker, vilket gör att nästa generations värmeöverföringsfunktioner kan integreras i kylningen av rotorn, statorn och elektroniken. Dessutom kommer friheten med additiv tillverkning att användas för att optimera strukturella prestanda. Vi integrerar dessa fördelar med Equipmakes avancerade elmotordesign från grunden och ser fram emot att tillverka och testa inom en snar framtid."
