研究人员开发出新设计方法 提高电机的可持续性

盖世汽车讯 电动汽车的销售数量不断增加，从而提高了电机的产量。在使用寿命结束时，这些电机将被粉碎然后回收。单个组件和组件不能重复使用。截至目前，作为现代循环经济一部分的电机再制造和回收还缺乏可持续的保值策略。据外媒报道，REASSERT项目中，弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA（Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA）的研究人员正在与行业合作伙伴合作，探索修复、再制造和再利用电机的各种概念以及循环经济的新设计。

图片来源：弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所

动力总成的电气化正在不断进步。所使用的电机含有铜等贵重原材料以及钕等稀土金属，而中国在稀土金属方面拥有准垄断地位，并且无法通过现有的回收方法进行回收。因此，延长电机的使用周期变得越来越重要。此外，与内燃机相比，所使用的原材料的碳足迹更多。因此延长这些电机的使用周期至关重要。位于拜罗伊特的弗劳恩霍夫制造工程与自动化IPA研究所的科学家Julian Große Erdmann表示：“创新的保值策略在可持续发展方面提供了巨大的减排潜力。”

作为REASSERT项目的一部分，研究人员正在与舍弗勒（联盟领导者）、卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology）、BRIGHT Testing公司、iFAKT和Riebesam GmbH & Co. KG合作，开发再制造电机，并在车辆中重复使用的创新方法。他们专注于再利用、修复、再制造和原材料回收的保值策略。这些是循环经济的关键要素，能够减少自然资源消耗并最大限度地减少废物。该项目由德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）资助。

减少环境影响

目前，原材料回收利用是既定的保值策略。通过手动或自动回收方法，尤其可以回收铜和铝等材料。电力牵引电机被拆卸、粉碎、分类成单独的材料碎片，并为此目的熔化。然而，回收的材料经常受到污染，不能再用于电机应用，并且单个部件和组件被破坏。因此，原材料回收只能作为回收的最后手段，而应被再利用、修复、再制造、材料回收等高质量保值策略所取代。

“我们希望建立一个闭环系统，重复利用宝贵的资源，以消除对原材料进口的依赖并尽量减少原材料的开采，”Große Erdmann解释道。项目合作伙伴将再利用定义为重新使用整个发动机，以进行二次使用，并将修理定义为更换有缺陷的部件和组件。在“再制造”中，所有部件都被拆卸、清洁、修复和重新组装。“通过这些策略，原材料，如稀土、铜等的需要量更少，”研究人员解释道。对于原材料回收，项目合作伙伴计划拆卸电机并在粉碎前对各个材料进行分类。项目合作伙伴正在使用乘用车行业的参考电机来分析和选择在给定应用中应使用哪些保值策略。

建立从入库检验到下线测试的流程链

该项目涉及建立一个完整的流程，每个步骤都有自己的演示器和测试台——从电机分类的入库检查到拆卸、消磁、清洁、部件诊断和再制造，从电机分类的入库检验到拆卸、消磁、清洁、部件诊断和再制造，一直到重新组装和下线测试，以评估电机的功能。“例如，在此过程中，轻微磨损的电机外壳可能会被分类以供重复使用，并在必要时使用机械加工工艺进行重新调整以确保功能。根据所选择的保值策略，涉及不同的工艺步骤和链条，因此修复的工作量可能会有所不同，”工程师解释道。拆卸和重复使用电机中的磁性材料就是众多挑战之一。“由于磁体的涂层和粘合，即使在手动拆卸过程中，带有永磁体的转子也很难拆卸成其组件。这里的目标是建立无损拆卸方法。”

人工智能决策工具有助于选择价值保留策略

作为该项目的一部分，开发的人工智能工具有助于为给定应用程序选择最佳的价值保留策略。它可以访问保存在数字孪生中的电机的产品和过程数据。

该项目中收集的知识旨在用于新型电机的设计。目标是开发一种适用于循环经济的原型电机，该电机可以轻松拆卸，并且可以毫不费力地应用上述四种保值策略。