弗劳恩霍夫IFAM研究所正在研究所需关键原材料更少的电动马达。

弗劳恩霍夫IFAM正在德累斯顿建设新的研究基础设施,用于研发那些所需关键原材料更少的电动机。SIREN项目重点研究无需稀土元素的动力系统,以及以铝替代铜作为绕组材料的方案。
SIREN项目还探索适用于新型电动机结构的多材料片状封装技术。
图片来源:弗劳恩霍夫IFAM
到2028年底,弗劳恩霍夫IFAM研究所的SIREN项目(下一代无需依赖资源的自主型多功能电气驱动器基础设施)将获得超过200万欧元的资助。这些资金来自萨克森自由州和欧洲区域发展基金(ERDF)。
该项目的重点在于建立一种基于烧结的连续式添加剂加工流程,用于电气驱动器的研发与制造。这将使得不同金属材料得以结合,并实现那些用传统制造方法难以或无法生产的组件几何结构。
一个重点研究领域是所谓的多材料层压技术。这类技术涉及对软磁材料与非磁材料进行有针对性的组合。基于此,该研究所旨在开发高速磁阻电机以及铁氧体激发的永磁驱动器等产品。这类电机设计无需使用稀土元素即可运行。
另一种研究方向是电气绕组。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,有望提升铝制绕组的性能,从而实现高性能的电气驱动系统。
用铝替代铜用于电机绕组
这项研究的背景是欧洲对关键原材料的依赖。尤其是稀土元素的供应,高度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,铜也日益具有战略重要性。
这项研究与其他旨在减少此类依赖的研究方法相辅相成。在NEO-CYCLE EU项目中,弗劳恩霍夫IKTS研究所和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技术。而NEO-CYCLE侧重于回收利用,SIREN则从电机设计阶段入手,探索完全无需稀土元素即可运行的驱动方案。
这一新基础设施旨在覆盖整个开发流程,从材料研发、复杂部件的制造到功能演示装置的制作。据弗劳恩霍夫IFAM称,这种工艺组合在欧洲是独一无二的。
其重点尤其放在对功率密度和安装空间要求极高的应用领域。除了电动道路车辆外,该研究所还提到了飞行器、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的联合开发项目。重点合作对象为驱动技术、供应商行业以及烧结技术领域的企业。萨克森州的中小企业也将能够使用这些新的制造工艺。