弗劳恩霍夫IFAM正在研究使用较少关键原材料的电动机。

弗劳恩霍夫IFAM正在德累斯顿建设一种新的电动机研究基础设施,旨在使用更少关键原材料。SIREN项目重点研究无需稀土元素的驱动装置,以及用铝替代绕组中的铜。
SIREN项目正在研究用于新型电机架构的多材料金属板组合。
图片来源:弗劳恩霍夫IFAM
在SIREN项目(用于下一代无需依赖资源的自主型多功能电力驱动系统的基础设施)中,弗劳恩霍夫IFAM机构到2028年底将获得超过200万欧元的资助。这些资金来自萨克森自由州以及欧洲区域发展基金(EFRE)。
该项目的核心是建立一套基于烧结技术的连续式增材制造流程,用于电力驱动系统的研发与生产。通过这一技术,可以将不同的金属材料相互结合,从而制造出传统制造方法难以实现或根本无法生产的零件结构。
研究重点在于所谓的多材料金属板组合。在这种组合中,会刻意将顺磁材料与非磁材料相互结合。基于此,该研究所计划开发高转速的阻尼电机以及铁氧体激发的永磁驱动器。这类电机设计无需使用稀土材料。
另一种研究方向是电绕组。弗劳恩霍夫IFAM研究所正在探讨是否可以用铝替代铜。通过集成特殊的冷却通道,旨在提升铝制绕组的性能,从而实现高性能的电气驱动系统。
铝将取代电机绕组中的铜
这项研究的背景是欧洲在关键原材料方面的依赖问题。尤其是在稀土领域,供应严重集中在少数几个供应国手中。随着交通和工业领域电气化程度的不断提高,铜的战略重要性也在不断提升。
该研究为减少此类依赖提供了另一种研究途径。在欧盟的NEO-CYCLE项目中,弗劳恩霍夫IKTS研究所与弗莱贝格矿业技术大学正在开发一种从废弃磁体中回收钕等稀土元素的方法。而SIREN项目则从发动机设计入手,研究完全无需稀土元素的驱动方案。
这一新基础设施旨在覆盖从材料研发、复杂组件制造到功能型演示装置开发的整个研发流程。据弗劳恩霍夫IFAM机构称,以这种形式整合多种技术的方法在欧盟范围内是独一无二的。
它主要针对对功率密度和空间利用率有较高要求的应用场景。除了电动道路车辆外,该机构还提到了航空器、水下航行器以及其他工业应用。
同时,该基础设施还将用于与企业开展联合研发项目。重点合作对象为驱动技术、零部件制造以及烧结技术领域的企业。萨克森州的中小型企业也将有机会使用这些新的制造技术。