7 tipos de motores para vehículos eléctricos
Tiempo de lanzamiento:
2022-12-19
Hay siete tipos de motores utilizados en los vehículos eléctricos: motores de corriente continua con escobillas, motores de corriente continua sin escobillas, motores síncronos de imanes permanentes, motores de inducción, motores de reluctancia conmutada, motores síncronos de reluctancia y motores de imanes permanentes sin núcleo de flujo axial.
Hay siete tipos de motores utilizados en los vehículos eléctricos: motores de corriente continua con escobillas, motores de corriente continua sin escobillas, motores síncronos de imanes permanentes, motores de inducción, motores de reluctancia conmutada, motores síncronos de reluctancia y motores de imanes permanentes sin núcleo de flujo axial.
Los motores de corriente continua de escobillas son motores de corriente continua simples que utilizan escobillas para transmitir corriente a los devanados del motor mediante conmutación mecánica. El inducido o rotor es un electroimán y el campo magnético es un imán permanente. Este motor no necesita controlador para funcionar o cambiar de velocidad y proporciona el par máximo a bajas velocidades. Entre sus desventajas se encuentran la construcción voluminosa, el bajo rendimiento, las escobillas que generan calor y provocan ineficacia, y el calor que se encuentra en el centro del rotor y es difícil de eliminar. Por ello, los motores de corriente continua con escobillas ya no se utilizan en los vehículos eléctricos.
El motor de corriente continua sin escobillas con imanes permanentes se llama sin escobillas porque no tiene conmutador ni escobillas. Es de conmutación electrónica, no requiere mantenimiento y tiene un elevado par de arranque y unas características de tracción de hasta el 95-98% de eficiencia, lo que lo hace adecuado para diseños de alta densidad de potencia. Esta característica de tracción hace que los motores de CC sin escobillas se utilicen ampliamente en vehículos eléctricos para vehículos pequeños con una potencia máxima de 60 kW. Las desventajas son el limitado rango de potencia constante, la reducción del par al aumentar la velocidad y el elevado coste debido a los imanes permanentes. El Toyota Prius utiliza un motor de corriente continua sin escobillas.
El motor síncrono de imanes permanentes tiene imanes permanentes en el rotor, tiene una alta densidad de potencia y unas características de tracción eficientes para potencias más elevadas, por lo que es más caro que otros motores. Este motor puede funcionar en distintos rangos de velocidad sin necesidad de un sistema de engranajes. Es eficiente y compacta para aplicaciones en cubos y tiene un par elevado incluso a bajas velocidades. La desventaja es el elevado consumo de hierro cuando funciona a altas velocidades en cubos. Actualmente, los motores síncronos de imanes permanentes se utilizan sobre todo en vehículos híbridos y eléctricos como el Chevrolet Bolt, el Ford Focus, el Nissan Leaf y el BMW i3.
Los motores de inducción no producen un par de arranque tan elevado a una tensión y frecuencia fijas como los motores de CC. Sin embargo, esto puede modificarse utilizando diversos métodos de control, como el control vectorial o el control direccional del campo magnético. Utilizando estos métodos de control, se puede obtener el par máximo necesario para satisfacer la tracción en el arranque del motor. Los motores de inducción de jaula de ardilla requieren poco mantenimiento, tienen una larga vida útil y están diseñados para rendimientos del 92% al 95%. Las desventajas son la necesidad de complejos circuitos inversores y la dificultad de control del motor. Debido a su bajo coste, los motores de inducción son la elección para los vehículos eléctricos de alto rendimiento. El Tesla Model S es un buen ejemplo del alto rendimiento de los motores de inducción. El Toyota RAV4 y el GM EV1 también utilizan motores de este tipo.
Los motores de reluctancia conmutada son una clase de motores de reluctancia variable de doble saliencia, con una construcción sencilla y robusta en la que el rotor es una pieza laminada de acero sin bobinados ni imanes permanentes. Esto reduce la inercia del rotor y ayuda a aumentar la aceleración. Su robustez hace que este motor sea adecuado para aplicaciones de alta velocidad y proporciona una alta densidad de potencia. La desventaja es que el control es complejo y la adición de circuitos de conmutación también introduce ruido. Los motores síncronos de reluctancia son motores síncronos de naturaleza de reluctancia, en los que el par está causado por la diferencia entre la reluctancia de eje alterno y directo del rotor y no hay bobinados de excitación ni imanes permanentes. Estos motores son cada vez más populares en vehículos eléctricos e híbridos por su construcción sencilla y robusta. La ventaja es la ausencia de pérdidas en el rotor y la capacidad de proporcionar un par permanente superior al de los motores de inducción del mismo tamaño.
El motor de imanes permanentes sin núcleo de flujo axial es el motor de última generación para vehículos eléctricos. Su rotor exterior no tiene ranuras, por lo que no necesita núcleo de hierro. Tampoco tiene núcleo estator y, por tanto, es ligero. La componente radial del campo magnético del entrehierro proporciona una mayor densidad de potencia. El rotor de este motor puede montarse en el lado de la rueda y el bobinado del estator en el eje. El diseño sin ranuras reduce las pérdidas de cobre, aumenta la eficiencia y aumenta el espacio disponible. Este motor se utiliza en el Renault Coupé.
