ZF ha desarrollado un motor eléctrico que no necesita imanes, lo que le permite ser excepcionalmente compacto con máxima potencia y densidad de par; al no necesitar imanes, tampoco se requieren materiales de tierras raras para su producción.
En un comunicado, el fabricante alemán de componentes automotrices explicó que, a diferencia de los conceptos sin imanes de los llamados motores síncronos con excitación separada (SESM) que ya existen hoy en día, el I2SM (motor síncrono con excitación inductiva en el rotor) de ZF transmite la energía para el campo magnético a través de un excitador inductivo dentro del eje del rotor.
Este avance de ZF de un motor síncrono con excitación independiente es, por tanto, una alternativa a las máquinas síncronas de imanes permanentes (PSM). Estos últimos son actualmente los motores más utilizados en vehículos eléctricos, pero se basan en imanes que requieren materiales de tierras raras para su producción.
Con el I2SM, ZF está estableciendo un nuevo estándar para fabricar motores eléctricos extremadamente sostenibles en producción y altamente potentes y eficientes en funcionamiento.
«Con este motor eléctrico sin imanes y sin materiales de tierras raras, tenemos otra innovación con la que estamos mejorando constantemente nuestra cartera de propulsión eléctrica para crear una movilidad aún más sostenible, eficiente y que ahorre recursos», comentó Holger Klein, Director Ejecutivo de ZF.
Lee también: ZF desarrolla algoritmo que mejora 8% la autonomía de vehículos eléctricos
Mayor eficiencia
Klein comentó que, en comparación con los sistemas SESM habituales, el excitador inductivo puede reducir las pérdidas por la transmisión de energía al rotor en un 15%. Además, la huella de CO2 en la producción, que se produce especialmente en los motores eléctricos PSM debido a los imanes que incluyen materiales de tierras raras, se puede reducir hasta en un 50″.
El directivo puntualizó que, además de los beneficios de eliminar materiales de tierras raras en un paquete compacto y potente, el I2SM elimina las pérdidas por arrastre creadas en los motores eléctricos PSM tradicionales. Esto permite una mayor eficiencia en ciertos puntos operativos, como viajes largos por carretera a alta velocidad.
«Este es nuestro principio rector para todos los productos nuevos. Y actualmente no vemos ningún competidor que domine esta tecnología tan bien como ZF», puntualizó Klein.
ZF añadió que, para que el campo magnético en el rotor se genere mediante corriente en lugar de imanes, los conceptos SESM convencionales todavía requieren en la mayoría de los casos elementos deslizantes o de cepillo, lo que obliga a comprometer un espacio de instalación seco, es decir, no accesible para la refrigeración del aceite y es necesario utilizar sellos adicionales.
Te puede interesar: ZF aumenta 10% sus ventas en el primer semestre y confirma perspectiva anual
ZF ofrece diseño innovador
Cabe destacar que, para poder ofrecer de forma competitiva las ventajas de las máquinas síncronas de excitación separada, ZF ha logrado compensar las desventajas de diseño de las máquinas síncronas de excitación separada habituales.
En particular, la densidad de par se ha incrementado significativamente en comparación con el estado de la técnica gracias a un diseño innovador del rotor.
El requisito tecnológico para la innovación de ZF es que la energía se transfiera de forma inductiva, es decir, sin contacto mecánico, al rotor y genere un campo magnético mediante bobinas. Por lo tanto, el I2SM no requiere elementos de cepillo ni anillos colectores. Además, ya no es necesario mantener seca esta zona mediante juntas.
Al igual que con el motor síncrono permanentemente magnetizado, el rotor se enfría eficientemente mediante la circulación de aceite. En comparación con el motor síncrono de excitación independiente común, la innovación de ZF requiere hasta 90 milímetros menos de espacio de instalación axial.
ZF planea desarrollar la tecnología I2SM hasta la madurez de producción y ofrecerla como opción dentro de su propia plataforma e-drive. Los clientes de los segmentos de automóviles de pasajeros y vehículos comerciales pueden elegir entre una variante con arquitectura de 400 voltios o con arquitectura de 800 voltios para sus respectivas aplicaciones. Este último se basa en chips de carburo de silicio en la electrónica de potencia.
Te invitamos a escuchar el nuevo episodio de nuestro podcast Ruta TyT:
