penemuan mesin berkelanjutan oleh siswa SMA

或改变电动车业未来 高中生发明可持续发动机

【好报】或改变电动车业未来 高中生发明可持续发动机(佛罗里达州22日综合电)美国一位17岁高中生发明了一种不需要稀土强磁的电动车引擎,为电动车的可持续性铺平道路。

桑松是个天生的工程师,年仅17岁的他已经在课余时间完成了至少60个工程项目,从电子手到高速跑靴,再到时速超过112公里的卡丁车(Go-kart)。

几年前,桑松看到了一个关于电动车的优缺点的视频。原来大多数电动车的发动机都需要由稀土元素制成的磁铁,而且稀土材料不但非常昂贵,提取过程还会造成环境污染。

桑松说:“我天生对电动机感兴趣,既然它有可持续性的问题,我想解决它,并尝试设计一个不同的发动机。”他曾在不同的机器人项目中使用电动机。
不使用稀土材料电动机

桑松听说过一种不使用稀土材料的电动机——同步磁阻电动机(Synchronous Reluctance Motor)。这是目前用于泵和风扇的电动机,但其功率不足以驱动电动车。于是桑松开始绞尽脑汁想出如何提高其性能的办法。
 
在一年的时间里,桑松在没有导师的帮助下,经历了无数次的失败,终于创造了一种新型的同步磁阻电动机原型,比现有的电机具有更大的旋转力(或扭矩)和效率。原型机是由3-D打印的塑料、铜线和一个钢制转子所制成,其功率已经过各种仪表所测量,其电机的转速也通过激光转速表来确定了。
 
这项发明为桑松赢得了今年最大的国际高中STEM竞赛——Regeneron国际科学与工程博览会(ISEF)的一等奖和7.5万美元(约33.7万令吉)奖金。

密歇根大学电子与计算机工程教授霍夫曼在电动汽车领域拥有丰富实战经验,他解释说:“磁铁的应用似乎越来越多,但很多原材料都是在中国开采的,价格往往取决于美国与中国的贸易状况。”
 
与现有同步磁阻电动机不同的是,桑松在他的原型机中加入另一个磁场和其他组件,而不用气隙来提高凸极比,从而产生扭矩。他希望在未来能获得这项技术的发明专利。
 
材料便宜但制造复杂

霍夫曼教授说,同步磁阻电机的材料是便宜的,但其机器是复杂且难以制造。因此,目前高昂的制造成本是其广泛使用的一个障碍,也是桑松的发明一大限制因素。

桑松同意这一点,但他说:“有了增材制造(如3-D打印)这样的新技术,将来就会更容易建造了。”

目前他正在等待下一阶段的测试,然后才与汽车公司接触,希望有朝一日自己的发明将成为电动汽车的首选设计。(因特网)

相关新闻

counter easy hit