Động cơ điện mới có thể tăng hiệu quả của các xe điện, xe máy điện và tua-bin gió

Kỹ thuật điều khiển
01/01/2021 15:28
Công ty Linear Labs cho biết tua-bin điện Hunstable của công ty có thể tạo ra mô-men xoắn gấp hai đến năm lần so...
aa

Công ty Linear Labs cho biết tua-bin điện Hunstable của công ty có thể tạo ra mô-men xoắn gấp hai đến năm lần so với các động cơ hiện có trong cùng gói kích thước.

dong co dien moi co the tang hieu qua cua cac xe dien xe may dien va tua bin gio
Hình ảnh động cơ điện của Công ty Linear Labs

Các nhà sản xuất xe điện, xe đạp điện hoặc xe máy điện và những chủ sở hữu yêu thích chúng có xu hướng quan tâm rằng các loại pin và xe của họ trở nên tốt hơn bao nhiêu khi pin giảm trọng lượng, kích thước và giá thành.

Nhưng động cơ điện là khía cạnh thường bị bỏ qua trong nhận định đó. Công ty Linear Labs cho biết các máy điện của họ có thể cách mạng hóa ô tô, tua-bin gió và điều hòa không khí cũng như robot, máy bay không người lái và phương tiện di chuyển nhỏ.

Công ty có trụ sở tại Ft. Worth, Texas, Mỹ đã phát minh ra cái mà họ gọi là Hunstable Electric Turbine (hay HET, tạm dịch là tua-bin điện Hunstable). Công ty tuyên bố, tua-bin điện HET đã được cấp bằng sáng chế có thể tạo ra mô-men xoắn gấp hai đến năm lần so với các loại động cơ hoặc máy phát hiện có, trong cùng gói kích thước. Mô-men xoắn là lượng công việc mà một động cơ hoặc máy điện quay tạo ra, thường được đo trên cơ sở mỗi vòng quay.

Brad Hunstable, người sáng lập và Chủ tịch của công ty cho biết: “Chúng tôi tin rằng chúng tôi đã chế tạo được một loại động cơ điện hoàn toàn mới và điều đó đã không xảy ra có lẽ trong 30 năm”.

Brad Hunstable trước đây từng là giám đốc điều hành của UStream, một công ty lưu trữ và phát trực tuyến video (nay được gọi là IBM Cloud Video) mà IBM đã mua lại với giá 150 triệu đô-la Mỹ vào năm 2016. Cha của Brad Hunstable và cũng là Giám đốc công nghệ của Công ty Linear Labs, ông Fred Hunstable, là một nhà phát minh và kỹ sư điện từng làm việc trong lĩnh vực công nghiệp điện hạt nhân cho các công ty Raytheon và Ebasco. Công ty Linear Labs ra đời cách đây khoảng 5 năm như một dự án chung của hai cha con.

Hai cha con nhà Hunstable tập trung và nhấn mạnh vào nhiều ưu điểm về thiết kế và kỹ thuật cho tua-bin điện HET của họ, mà họ định nghĩa như là từ thông chu vi 3D, động cơ nam châm vĩnh cửu bốn rô-to. Không giống như các thiết kế điển hình, động cơ điện một chiều đồng bộ không có cuộn dây cuối thừa, vì vậy 100% vật liệu đồng của chúng tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng. Họ nói rằng hàm lượng đồng của một động cơ điển hình có thể giảm 30%, trong khi vẫn tạo ra mô-men xoắn tương đương. Vì vậy, đối với một mức mô-men xoắn nhất định, HET tiêu thụ năng lượng ít hơn đáng kể so với các thiết kế cạnh tranh khác.

Các nghiên cứu của công ty Linear Labs về các nền tảng ô-tô hiện có, bao gồm Tesla và Toyota Prius, cho thấy rằng động cơ của họ giúp tăng phạm vi lái xe lên hơn 10%; hoặc cho phép những chiếc xe đó mang những bộ pin tương đối nhỏ hơn để cung cấp một phạm vi hoạt động tương đương. Bản thân HET đã hoạt động hiệu quả một cách ngoạn mục, tạo ra mô-men xoắn lên đến 150 newton mét (Nm) ở tốc độ chỉ 3000 vòng/phút (rpm), trong một mô hình đóng gói cỡ ô tô Prius theo như công bố.

Công nghệ nam châm vĩnh cửu của công ty không yêu cầu sử dụng các kim loại hiếm để sản xuất động cơ điện. Trong đa số các ứng dụng động cơ cần sinh ra mô-men lớn, việc không sử dụng bộ hộp số giảm tốc là cần thiết. Hệ thống xe phối hợp với sự truyền tải hoàn toàn bằng điện năng giúp giảm các tổn hao năng lượng, và trọng lượng xe có thể được cắt giảm ít nhất là 45 kg ở quy mô sản xuất. Do đó độ phức tạp và giá thành cho việc thiết kế và sản xuất sẽ giảm theo.

Nhiều xe điện phải tích hợp các bộ biến đổi điện một chiều DC-DC, ví dụ bộ tăng hoặc giảm áp, để kích hoạt toàn giải tốc độ, tương ứng với nhiều tải khác nhau. Tuy nhiên, vì động cơ HET có thể tạo ra momen lớn tại số vòng quay

trên phút (rpms) thấp hơn, điều này cho phép loại bỏ bộ tăng áp trên xe. Vì vậy, các động cơ HET có thể tạo ra một chuỗi hiệu ứng domino lên các ngành kỹ thuật giao thông: kích thước của động cơ nhỏ hơn, hiệu suất hơn mà không cần đến bộ hộp số giảm tốc cũng như bộ biến đổi điện DC-DC. Điều này cho phép pin có khối lượng nhỏ và nhẹ hơn, các bộ điều khiển đơn giản và ít tốn kém, hệ thống giảm xóc và các thành phần của khung xe nhẹ hơn.

“Những bo mạch điện tử dùng để cấp nguồn cho động cơ thường là có giá thành cao hơn bản thân động cơ”, Brad nói.

Linear Labs đã bắt đầu làm việc với những khách hàng giấu tên, cùng nhau phát triển các ứng dụng về xe điện, phương tiện di chuyển nhỏ, robot và các hệ thống điện xoay chiều cao áp (HVAC). Công ty Linear Labs nói: “Một công ty chia sẻ xe máy điện yêu cầu chúng tôi đánh giá động cơ Segway Ninebot ES4”.

Kết quả là động cơ Segway đã được tăng 50% về dải hoạt động và mô-men xoắn thì tăng 4 lần, điều đó đã giúp nâng cao tốc độ tối đa của xe máy điện sử dụng động cơ này và cho phép nó vượt đoạn dốc có độ nghiêng 20%.

“Trong vòng một năm, mọi người sẽ thấy sự có mặt của chúng tôi trong một ứng dụng về phương tiện di chuyển nhỏ với những động cơ được làm mát bằng không khí”, Fred Hunstable nói.

Hai cha con nhà Hunstable bổ sung thêm rằng: với 45% lượng điện trên thế giới lưu thông qua động cơ điện trong tương lai, những thành tựu quyết định trong điện năng và sự hiệu quả có thể bao gồm những lợi ích chưa kể đến trong việc tiết kiệm năng lượng và hiệu suất. Một ví dụ: Công ty ước tính rằng đối với tua-bin gió lớn có công suất 8 MW, công nghệ HET có thể giảm trọng lượng tua-bin đến 80 tấn, tiết kiệm được hàng triệu đô-la Mỹ và hiệu suất tăng thêm 3%.

Chúng tôi cảm thấy mình là một phần của phong trào năng lượng sạch hơn, thông minh hơn, với các ứng dụng vượt xa mục đích tính di động”. Brad Hunstable, nhấn mạnh.

Đường dẫn tham khảo của bài báo gốc tiếng Anh

[1]

https://spectrum.ieee.org/cars-that-think/transportation/advanced-cars/new-electric-motor-could-boost-efficiency-of-evs-scooters-and-wind-turbines

Theo LAWRENCE ULRICH

Dịch: Nguyễn Gia Minh Thảo (Đại học Nagoya, Nhật Bản), Nguyễn Thế Tiên (Đại học quốc gia Kyungpook, Hàn Quốc)

hoi-cho-duoc-lieu
Tin bài khác
Waymo mở dịch vụ Robotaxi công cộng tại Los Angeles

Waymo mở dịch vụ Robotaxi công cộng tại Los Angeles

Waymo chính thức mở cửa dịch vụ robotaxi công cộng tại Los Angeles, mang đến trải nghiệm di chuyển hoàn toàn tự động cho người dân. Với phạm vi hoạt động bao phủ gần 80 dặm vuông, dịch vụ này hoạt động 24/7 và đã nhận được phản hồi tích cực từ người dùng với đánh giá trung bình 4.7/5 sao. Đây là bước tiến mới của Waymo trong việc thúc đẩy công nghệ xe tự lái, mang lại sự an toàn và tiện lợi cho hàng ngàn hành khách, đồng thời góp phần định hình tương lai giao thông thông minh.
Ra mắt nền tảng hỗ trợ diễn tập an toàn thông tin

Ra mắt nền tảng hỗ trợ diễn tập an toàn thông tin

Nền tảng cung cấp miễn phí tri thức và thông tin cần thiết hỗ trợ hoạt động diễn tập, giúp quản lý và tổ chức diễn tập chuyên nghiệp, số hóa quy trình,...
Hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới được giới thiệu tại VINAMAC EXPO 2024, Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024

Hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới được giới thiệu tại VINAMAC EXPO 2024, Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024

Diễn ra từ ngày 21 - 23/11/ 2024 tại TP. Hồ Chí Minh, Triển lãm Quốc tế về Máy móc, Thiết bị, Công nghệ và Sản phẩm Công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh (VINAMAC EXPO 2024) và Triển lãm quốc tế RHVAC, Phòng sạch & Phụ trợ nhà máy công nghệ cao 2024 (Cleanfact & RHVAC Vietnam 2024), các doanh nghiệp đã trưng bày, giới thiệu hàng loạt sản phẩm, công nghệ mới.
Khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cùng với TT-GREEN

Khởi nghiệp trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cùng với TT-GREEN

Với xu hướng ngày càng quan tâm đến sức khỏe, các phương pháp chăm sóc sức khỏe Đông y kết hợp công nghệ hiện đại đang mở ra những cơ hội đầy tiềm năng trong chuyên ngành chăm sóc sức khỏe. Đáp ứng nhu cầu đó, TT-GREEN tổ chức khóa học "Đặt Tâm Vào Đôi Tay" - chương trình đào tạo đặc biệt giúp chuyển giao công nghệ và trang bị kiến thức chuyên sâu cho những ai đam mê và mong muốn khởi nghiệp trong lĩnh vực này.
Giảm 75% thời gian lập trình máy công cụ nhờ AI

Giảm 75% thời gian lập trình máy công cụ nhờ AI

Tại Hội nghị Microsoft Ignite ở Chicago, Hoa Kỳ, Bộ phận Trí tuệ nhân tạo trong sản xuất của Hexagon vừa công bố một công cụ lập trình tự động cho sản xuất (CAM) có tên là ProPlanAI.
Vì sao Hóa dầu Petrolimex điều chỉnh kế hoạch kinh doanh?

Vì sao Hóa dầu Petrolimex điều chỉnh kế hoạch kinh doanh?

Tổng công ty Hóa dầu Petrolimex (PLC – niêm yết trên sàn HNX) vừa thông báo về việc lấy ý kiến cổ đông để điều chỉnh kế hoạch sản xuất kinh doanh năm 2024.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2024: Tuổi Mùi công việc phát triển, tuổi Dần khó khăn ập tới

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/11/2024: Tuổi Mùi công việc phát triển, tuổi Dần khó khăn ập tới

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 23/11/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 22/11: Đà tăng chững lại, dòng tiền thận trọng

Thị trường chứng khoán ngày 22/11: Đà tăng chững lại, dòng tiền thận trọng

Thị trường có sự chững lại sau 2 phiên tăng điểm mạnh liên tiếp. Nhà đầu tư tỏ ra thận trọng hơn khi dòng tiền vào thị trường khá hạn chế, đặc biệt trong phiên sáng. Áp lực chốt lời ở các nhóm ngành bất động sản và chứng khoán là nguyên nhân chính khiến VN Index điều chỉnh nhẹ.
Petrovietnam là doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam

Petrovietnam là doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam

Với số nộp ngân sách nhà nước năm 2023 ghi nhận đạt gần 95.000 tỷ đồng, Tập đoàn Dầu khí Việt nam (Petrovietnam) dẫn đầu VNTAX 200 – Danh sách các doanh nghiệp nộp ngân sách lớn nhất Việt Nam.
Tàu thăm dò Trung Quốc phát hiện thêm bằng chứng về một đại dương cổ trên Sao Hỏa

Tàu thăm dò Trung Quốc phát hiện thêm bằng chứng về một đại dương cổ trên Sao Hỏa

Dữ liệu thu thập từ tàu thăm dò Zhurong và các vệ tinh quay quanh Sao Hỏa cho thấy sự tồn tại của một đường bờ biển cổ xưa tại khu vực Utopia Planitia trên Sao Hỏa.