Tipos de motores utilizados en vehículos eléctricos y tendencias futuras • EVreporter

El motor es la fuente de energía de un vehículo eléctrico. Determina la velocidad máxima, la aceleración, la capacidad para subir pendientes, el consumo de energía y el rendimiento del vehículo. En este articulo,Gurusharan Dhillon (Director de eMobility en Custom Energy Solutions)explica las características y los principales componentes de los diferentes tipos de motores utilizados en los vehículos eléctricos.

Tres puntos importantes a considerar al finalizar la elección del motor eléctrico son:

El peso, la sobrecarga y la aerodinámica del vehículo ayudan a determinar los requisitos de velocidad, par y potencia del motor eléctrico.

La consideración del ciclo de conducción de varios factores como la densidad del tráfico, el terreno, la temperatura, etc., influye en el tamaño del paquete de baterías y la elección del sistema de propulsión.

Para tener en cuenta la velocidad del motor, se debe considerar la velocidad máxima del vehículo. El tiempo que debe mantenerse la velocidad, la relación diferencial y el radio de la rueda también influyen en la selección del motor.

Los factores de consideración específicos para seleccionar el Motor Eléctrico más adecuado son:

El rendimiento del vehículo eléctrico depende directamente del rendimiento del Motor Eléctrico. El rendimiento del motor está determinado por las características de par-velocidad y potencia-velocidad del motor de tracción.

Seleccionar la característica de salida adecuada de un motor EV es un desafío porque es necesario encontrar el equilibrio entre el rendimiento de aceleración y el amplio rango de velocidad en la región de potencia constante. La región operativa de par constante es importante a bajas velocidades para proporcionar un buen arranque y conducción cuesta arriba. La región de potencia constante determina la velocidad máxima en una superficie plana.

El rotor es la parte móvil que hace girar el eje que entrega potencia mecánica. El rotor está sostenido por cojinetes que lo sostienen para girar sobre su eje, los devanados forman polos magnéticos cuando se energizan con corriente. El estator es la parte estacionaria.

En los motores eléctricos, los imanes se utilizan para generar rotación utilizando corriente eléctrica que pasa a través de bucles de alambre. Estos imanes generalmente se fabrican con materiales de tierras raras como el neodimio y el disprosio, que tienen una cadena de suministro muy restringida geográficamente. China representa la gran mayoría de la producción de tierras raras en todo el mundo, lo que genera una gran volatilidad de los precios.

Además de los problemas de costo y disponibilidad, estos materiales también plantean importantes problemas ambientales, políticos y éticos relacionados con su extracción, comercio y eliminación.

Se están desarrollando diseños de motores que evitan el uso de elementos de tierras raras, lo que requiere mayores niveles de optimización del motor con el controlador.

Los desarrollos recientes incluyen el rotor de radios PMSM que utiliza imanes de ferrita con una densidad de potencia similar o mejor que un motor de inducción equivalente. Otras innovaciones incluyen la utilización de una configuración de rotor devanado para reemplazar los imanes con devanados de cobre, motores de inducción de rotor de aluminio y motores de reluctancia conmutados que no requieren imanes ni cobre en los rotores.

Las principales características de los motores síncronos de reluctancia son su alta eficiencia a velocidad síncrona sin utilizar imanes permanentes de tierras raras. No hay preocupación por la desmagnetización, por lo que son intrínsecamente más fiables que los motores de imanes permanentes.

La principal ventaja de los motores síncronos de reluctancia es que las pérdidas del rotor son insignificantes. La reducción del calor en los motores de reluctancia síncrona mejora el par y las densidades de potencia, lo que les permite tener un tamaño más pequeño para una clasificación determinada. Estos motores también son silenciosos debido a la baja ondulación del par y los niveles de vibración.

Aumento de la eficiencia

La eficiencia es un factor crítico en los motores eléctricos, y es probable que los desarrollos futuros se centren en aumentar aún más la eficiencia. Esto podría implicar el uso de nuevos materiales, un diseño mejorado y algoritmos de control más avanzados.

Integración con IoT

Mayor integración con los sistemas IoT, lo que permite el monitoreo, control y optimización remotos.

Evolución del diseño

Existe un movimiento hacia diseños no tradicionales debido a la creciente demanda de:

Referencias y lecturas adicionales:

Gurusharan Dhillon es un profesional automotriz con más de 30 años de experiencia en estrategia, operaciones, ventas y marketing. Actualmente se desempeña como Director de eMobility en Custom Energy Solutions. Con un enfoque en el sector de la movilidad eléctrica, Dhillon se especializa en Powertrain, tecnología de baterías, infraestructura de carga y tecnologías emergentes. Ha trabajado con los principales fabricantes de automóviles como Toyota, Nissan, Honda y Hyundai.

Custom Energy Solutions trabaja en estrecha colaboración con varios fabricantes de motores y OEM líderes para respaldar el diseño y la recomendación de los motores más adecuados que brinden un rendimiento óptimo para sus aplicaciones de tren motriz.

Suscríbase hoy de forma gratuita y manténgase al tanto de los últimos desarrollos en el dominio EV.