Equipmake hợp tác với HiETA để tạo ra động cơ điện có mật độ công suất cao nhất thế giới.

Động cơ điện nam châm vĩnh cửu có mật độ công suất cao nhất thế giới đang được phát triển tại Vương quốc Anh. Công ty chuyên về điện khí hóa Equipmake đã hợp tác với tổ chức hàng đầu về sản xuất gia công bằng công nghệ in 3D HiETA để phát triển động cơ thế hệ mới trong khuôn khổ một dự án cách mạng, được tài trợ bởi Innovate UK.

• Công ty chuyên về điện khí hóa Equipmake và doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất gia công bằng công nghệ in 3D HiETA đang hợp tác phát triển một động cơ điện mới sáng tạo.
• Được đặt tên mã là AMPERE, nó sẽ sử dụng công nghệ in 3D để làm cho nó nhẹ hơn, nhỏ gọn hơn và hiệu quả nhiệt cao hơn so với các động cơ nam châm vĩnh cửu truyền thống.
• Với công suất đỉnh 220 kW tại 30.000 vòng/phút và trọng lượng dưới 10 kg, AMPERE đang hướng tới trở thành động cơ điện có mật độ công suất cao nhất thế giới với 20 kW trên mỗi kg.
• Việc áp dụng công nghệ in 3D kim loại (additive manufacturing) tiên phong của nó cũng sẽ cho phép sử dụng lượng hợp kim có độ bền cao và vật liệu nam châm ít nhất, giúp giữ chi phí ở mức thấp nhất có thể.
• AMPERE có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ ô tô đến hàng không vũ trụ và hàng hải.

Được đặt tên mã là AMPERE, động cơ mới này sẽ tận dụng chuyên môn hàng đầu thế giới của Equipmake trong thiết kế động cơ điện và kiến thức tiên phong của HiETA trong lĩnh vực kỹ thuật nhiệt và sản xuất gia công, với mục tiêu sản xuất một động cơ điện cực kỳ nhẹ, hiệu quả nhưng có chi phí thấp, với mật độ công suất đỉnh vượt quá 20kW trên mỗi kg – gấp hơn bốn lần so với mật độ công suất của một động cơ điện truyền thống.

Yếu tố quyết định hiệu suất của AMPERE là sự kết hợp giữa thiết kế động cơ tiên tiến và công nghệ sản xuất gia công, cho phép cấu trúc kim loại của nó được in 3D thay vì gia công từ một khối kim loại nguyên khối.

Điều này mang lại nhiều lợi ích. Thứ nhất, kim loại chỉ được sử dụng ở những vị trí cần thiết. Thứ hai, các thành phần tường mỏng có hiệu suất nhiệt cao và chi tiết bề mặt được tối ưu hóa có thể được tích hợp trực tiếp vào cấu trúc động cơ, thay thế các cụm lắp ráp nhiều bộ phận bằng một kiến trúc phức tạp duy nhất có khả năng làm mát vượt trội, trọng lượng nhẹ, quán tính thấp và cho phép tốc độ quay tăng đáng kể.

Cách tiếp cận này không chỉ có nghĩa là AMPERE sẽ sử dụng lượng hợp kim có độ bền cao ít nhất trong quá trình sản xuất, mà còn sử dụng lượng vật liệu hoạt tính đắt tiền – tức là nam châm – ít nhất, nhằm giữ chi phí ở mức thấp nhất có thể.

Equipmake và HiETA đang hướng tới công suất đỉnh 220kW tại 30.000 vòng/phút và trọng lượng dưới 10kg cho AMPERE. So sánh với đó, ngay cả những động cơ nam châm vĩnh cửu tiêu chuẩn tốt nhất hiện nay cũng khó có thể đạt được 5kW trên mỗi kg. APM 125 của Equipmake, một trong những động cơ điện ô tô có mật độ công suất cao nhất thế giới, sử dụng kiến trúc nan hoa của công ty để tối đa hóa khả năng làm mát, cung cấp công suất đỉnh 125kW tại 12.000 vòng/phút và trọng lượng chỉ 14kg, đạt mật độ công suất gần 9kW trên mỗi kg.

Các mẫu thử nghiệm đầu tiên của AMPERE dự kiến sẽ đi vào hoạt động trong vòng 12 tháng tới.

Vào cuối năm ngoái, Equipmake đã khánh thành nhà máy mới hoàn toàn tại Snetterton, Norfolk, nơi công ty cung cấp giải pháp xe điện toàn diện, bao gồm khả năng thiết kế, thử nghiệm và sản xuất từ động cơ đến các nền tảng điện hóa hoàn toàn, hỗ trợ các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ. Tại đây, công ty thiết kế và sản xuất khung gầm xe buýt điện tích hợp hoàn toàn cho một cơ sở khách hàng ngày càng quốc tế. Dòng động cơ APM sáng tạo của công ty được sử dụng cho khung gầm EBus và cũng sẽ cung cấp động lực cho mẫu xe Ariel HIPERCAR sắp ra mắt.

Ian Foley, Giám đốc Điều hành của Equipmake, cho biết: “Equipmake đã đạt được những bước tiến vượt bậc trong hiệu suất động cơ điện trong những năm gần đây, với dòng động cơ tiên tiến APM của chúng tôi cung cấp mật độ công suất hàng đầu nhờ thiết kế nhỏ gọn và nhẹ. Công nghệ sản xuất gia tăng là chìa khóa để mở ra bước đột phá tiếp theo, và chúng tôi rất vui mừng được hợp tác với HiETA trong dự án AMPERE. Dự án đầy hứa hẹn này có tiềm năng thay đổi hoàn toàn khái niệm về những gì một động cơ điện có thể mang lại – với hiệu suất cao trong một thiết kế nhỏ gọn và chi phí thấp nhất có thể, động cơ này hứa hẹn sẽ tiếp tục cách mạng hóa giao thông điện, dù là trong lĩnh vực ô tô hay hàng không vũ trụ. Chúng tôi xin cảm ơn Innovate UK vì sự hỗ trợ của họ và đang mong chờ đưa những mẫu thử nghiệm AMPERE đầu tiên vào hoạt động trong thời gian sớm nhất.”

Andy Jones, Quản lý Chương trình Sáng tạo tại HiETA, cho biết: “AMPERE mang đến cơ hội áp dụng cả chuyên môn quản lý nhiệt của HiETA và công nghệ sản xuất cấu trúc mỏng phức tạp nhờ công nghệ in 3D vào thiết kế động cơ điện để đạt được mật độ công suất cao. Chúng tôi thường giảm kích thước của các thành phần quản lý nhiệt xuống còn một phần năm so với các kỹ thuật truyền thống, điều này sẽ cho phép tích hợp các tính năng truyền nhiệt thế hệ mới vào rotor, stator và hệ thống làm mát điện tử. Ngoài ra, sự linh hoạt của công nghệ in 3D sẽ được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất cấu trúc. Chúng tôi đang tích hợp những lợi ích này với thiết kế động cơ điện tiên tiến của Equipmake từ đầu và đang mong chờ quá trình sản xuất và thử nghiệm trong tương lai gần.”