ZF ha desarrollado un nuevo motor eléctrico que no requiere imanes, que a diferencia con los demás conceptos sin imanes, llamados motores síncronos de excitación separada (SESM) ya disponibles en la actualidad, el I2SM (In-Rotor Inductive-Excited Synchronous Motor) transmite la energía para el campo magnético a través de un excitador inductivo dentro del eje del rotor. Esto hace que el motor sea excepcionalmente compacto con la máxima potencia y densidad de par.
Esta variante avanzada de un motor síncrono excitado por separado es, una nueva alternativa a las máquinas síncronas de imán permanente (PSM) que actualmente son los más utilizados en vehículos eléctricos, pero se basan en imanes que requieren materiales de tierras raras para su producción.
“Con este motor eléctrico sin imanes 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. Es nuestro principio rector para todos nuestros nuevos productos. Y actualmente no vemos ningún competidor que domine esta tecnología tan bien como nosotros”.
Holger Klein, CEO de ZF.
Para garantizar que el campo magnético en el rotor se acumule por corriente en lugar de imanes, los conceptos SESM actuales todavía requieren elementos deslizantes o de cepillo en su mayoría, lo que obliga a tener un espacio de instalación en seco, es decir, no accesible para la refrigeración del aceite y con sellos adicionales.
Como resultado de esto, los SESM ocupan alrededor de 90 mm más de espacio axialmente y por ello los fabricantes generalmente no pueden variar de manera tan flexible entre las variantes PSM y SESM en la planificación de sus modelos sin esfuerzo adicional. Con el fin de ofrecer las ventajas de las máquinas síncronas de excitación separada de manera competitiva, ZF ha logrado compensar las desventajas de diseño que estas presentan.
En particular, la densidad de par, que se ha incrementado significativamente gracias a un diseño innovador del rotor. La integración neutra del excitador en el rotor significa que no hay desventajas de espacio axial y con ello un aumento en la densidad de potencia que conduce a una mejora en el rendimiento.
“Este motor eléctrico excepcionalmente compacto sin imanes es una evidencia impresionante de nuestra estrategia para hacer que los e-drives sean más eficientes en el uso de los recursos y sostenibles, principalmente a través de mejoras de eficiencia”.
Stephan von Schuckmann, miembro del Consejo de Administración del Grupo ZF.
Con el I2SM, ZF establece un nuevo estándar para hacer que los motores eléctricos sean extremadamente sostenibles en la producción, altamente potentes y eficientes en la operación. En comparación con los sistemas SESM, el excitador inductivo en este caso puede reducir las pérdidas por la transmisión de energía al rotor en un 15 %. Además, el CO₂ que surge en la producción de los motores eléctricos PSM debido a la fabricación de sus imanes, se puede reducir hasta en un 50 %.
Además de los beneficios de eliminar los materiales de tierras raras en un paquete compacto y potente, el I2SM elimina las pérdidas de arrastre creadas en los motores eléctricos PSM tradicionales. Esto permite una mejor eficiencia en ciertos puntos de operación, como largos viajes por carretera a alta velocidad.
ZF planea llevar el I2SM hasta la producción y ofrecerla como opción dentro de su propia plataforma e-drive. Los clientes de los segmentos de autos de pasajeros y vehículos comerciales podrán elegir entre una variante con arquitectura de 400 V o con arquitectura de 800 V para sus respectivas aplicaciones. Este último se basará en chips de carburo de silicio en la electrónica de potencia.
Kommentare