ZF prepara un motor eléctrico de nueva generación sin imanes permanentes
ZF está desarrollando un motor eléctrico que prescinde de los imanes permanentes. A diferencia de los conceptos sin imanes de los motores de excitación externa disponibles en la actualidad, el modelo I2SM de ZF transmite la energía para el campo magnético a través de un excitador inductivo situado en el interior del eje del rotor.
Según ZF, la solución debería permitir un motor "excepcionalmente compacto con la máxima densidad de potencia y par". Un motor síncrono de excitación externa (FSM) tampoco necesita imanes permanentes ni tierras raras.
Con el desarrollo del I2SM (In-Rotor Inductive-Excited Synchronous Motor), ZF quiere que estos motores sean "extremadamente sostenibles en producción y muy potentes y eficientes en funcionamiento". El rendimiento también está a la altura de las máquinas síncronas de imanes permanentes, afirma el proveedor.
Los accionamientos FSM actuales, aunque carecen de imanes, siguen necesitando elementos deslizantes o escobillas para transmitir la corriente al rotor giratorio. Esto requiere un espacio de instalación seco, es decir, no accesible para la refrigeración por aceite y con juntas adicionales. Dado que los FSM "convencionales" son unos 90 milímetros más grandes, este espacio de instalación debe planificarse en el desarrollo del vehículo. Por tanto, los fabricantes no pueden limitarse a sustituir un PSM por un FSM.
Sin embargo, con la compacta I2SM esto debería ser posible. ZF denomina a esta característica "integración neutra en el espacio" del excitador en el rotor, lo que significa que no hay desventajas de espacio axial. Además, el aumento de la densidad de potencia en el rotor conlleva una mejora del rendimiento. Lo más destacable es que la I2SM, con su unidad de transmisión inductiva, no necesita bucles, escobillas ni juntas adicionales.
En comparación con los sistemas FSM convencionales, se dice que el excitador inductivo reduce las pérdidas durante la transferencia de energía al rotor en un 15%. Además, la huella de CO2 en la producción puede reducirse hasta en un 50%, pero este ahorro se aplica en relación con un PSM, en el que los imanes permanentes tienen que producirse con un elevado aporte de energía.
ZF planea desarrollar la tecnología I2SM hasta alcanzar la madurez de producción en una fecha desconocida y ofrecerla como opción dentro de su cartera de e-drive. Los clientes pueden elegir entre una arquitectura de 400 voltios o de 800 voltios para vehículos de pasajeros o comerciales. Esta última se basa en chips de carburo de silicio en la electrónica de potencia.
"Con este motor eléctrico sin imanes y sin materiales de tierras raras, tenemos otra innovación con la que estamos mejorando constantemente nuestra cartera de accionamientos eléctricos para crear una movilidad aún más sostenible, eficiente y que ahorre recursos", dijo el Dr. Holger Klein, director general de ZF. "Este es nuestro principio rector para todos los productos nuevos. Y actualmente no vemos ningún competidor que domine esta tecnología tan bien como ZF". Stephan von Schuckmann, miembro de la junta de desarrollo, añade que la propulsión fue "una prueba impresionante de nuestra estrategia para hacer que las e-drives sean más eficientes en el uso de los recursos y más sostenibles, principalmente a través de mejoras en la eficiencia".
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