lun. Nov 28th, 2022

Robert Sanson de Floride est un bricoleur. Il a déjà réalisé plus de 60 projets pendant son temps libre – même s’il n’est qu’à 17 ans est.

Après des chaussures de course et un kart à pédales qui dépasse les 110 km/h, sa dernière invention pourrait bien être la plus importante de sa vie à ce jour. Il a ce qu’il faut pour révolutionner l’industrie de la voiture électrique, rapporte le Smithsonian Magazine.

Aimants de terres rares

Le projet a commencé lorsque Robert Vidéo sur les avantages et les inconvénients des voitures électriques a vu. Il disait que les moteurs électriques avaient besoin d’aimants aux terres rares. Celles-ci sont non seulement chères, mais les matières premières sont dégradées d’une manière préjudiciable à l’environnement. Il avait donc une mission : construire un moteur électrique qui fonctionne sans aimants.

Il existe déjà un tel moteur moteur à réluctance synchrone. Bien que cela fonctionne sans aimants ni terres rares, il est trop faible pour faire fonctionner une voiture électrique. Tesla utilise un moteur à réluctance dans le modèle 3, mais encore une fois avec des aimants permanents pour atteindre les performances nécessaires.

Deuxième champ magnétique au lieu de l’air

Robert a commencé à concevoir son moteur en utilisant des pièces en plastique imprimées en 3D, du fil de cuivre et un rotor en acier. Après plusieurs échecs, il y est maintenant Prototype numéro 15 arrivé.

Traditionnellement, les moteurs synchrones à réluctance utilisent un rotor en matériau magnétique qui présente des cavités. La différence entre le matériau magnétique (par exemple l’acier) et le non magnétique (air) fournit le mouvement car le système s’efforce d’obtenir une résistance magnétique minimale (réluctance). Cependant, cela ne génère pas suffisamment de couple pour faire fonctionner de gros appareils lourds, comme une voiture électrique.

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Robert remplace donc le matériau amagnétique (les fentes d’aération) de son moteur par un deuxième champ magnétique. Cela permet de gagner plus de couple. Il ne veut pas donner plus de détails car il veut faire breveter le moteur.

Plus de puissance et plus d’efficacité

Par rapport à un moteur électrique traditionnel, sa conception offre 39 % de couple en plus et 31 % d’efficacité en plus à 300 tr/min. À 750 tours, il est même 37 % plus efficace. Il n’a pas pu en tester plus de 750 jusqu’à présent : sinon, les pièces en plastique de l’imprimante 3D deviennent trop chaudes et fondent – comme il l’a remarqué avec certains prototypes qui ont fondu sur son bureau.

Le prototype numéro 15 a permis à Robert de réussir. Il a remporté cette année la première place au Regeneron International Science and Engineering Fair, le plus grand concours de recherche pour les lycées aux États-Unis. Il y avait pour ça 75 000 $.

Le nouveau moteur a beaucoup de potentiel

Robert travaille maintenant sur le prototype numéro 16, composé de pièces plus solides. Il veut augmenter le régime et puis ça déposer un brevet. Pour que son moteur puisse effectivement être utilisé pour les voitures électriques, il doit atteindre des vitesses comprises entre 15 000 et 20 000 tours par minute.

En tout cas, d’autres chercheurs voient un grand potentiel dans le moteur de Robert. Sans aimants, il est beaucoup moins cher à construire. Un kilogramme d’aimants aux terres rares peut coûter plusieurs centaines de dollars, tandis que le fil de cuivre (utilisé pour générer électriquement le champ magnétique) coûte moins de 8 dollars le kilogramme.

De plus, les constructeurs automobiles occidentaux seraient alors moins Chine dépend de l’endroit où plus de 90% des terres rares sont extraites. Enfin, la réduction de la demande de terres rares profiterait également à l’environnement, puisque des substances nocives et toxiques sont rejetées dans l’air, les eaux souterraines et les plans d’eau à proximité lors de l’exploitation minière.