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Vitesco Technologies diseña un innovador motor eléctrico sin minerales de tierras raras ni imanes permanentes

1 junio, 2023 1 comentario

Vitesco Technologies ha diseñado una innovadora unidad de propulsión eléctrica que no depende de minerales de tierras raras ni de imanes permanentes.

¿Qué son los minerales de tierras raras?

Los minerales de tierras raras son un grupo de 17 elementos metálicos químicamente similares que se encuentran en la corteza terrestre. Estos elementos incluyen escandio (Sc), itrio (Y) y los 15 elementos lantánidos. A pesar de su nombre, estos elementos no son realmente raros en términos de su abundancia. Se les llama «tierras raras» porque originalmente se descubrieron en minerales raros y se pensaba que eran escasos.

Los minerales de tierras raras son componentes esenciales en muchas aplicaciones tecnológicas modernas, incluyendo electrónica, energía renovable, industria aeroespacial, defensa e industria médica. Poseen propiedades magnéticas, catalíticas y luminiscentes únicas que los hacen indispensables en diversos dispositivos y sistemas de alta tecnología, como teléfonos inteligentes, vehículos eléctricos, turbinas eólicas y sistemas de guía de misiles.

La extracción y procesamiento de los minerales de tierras raras presentan desafíos debido a sus propiedades geoquímicas. Estos elementos a menudo se encuentran juntos en los mismos yacimientos minerales, y sus características químicas similares dificultan su separación. En consecuencia, los procesos de minería y refinación de los minerales de tierras raras son complejos, llevan mucho tiempo y son costosos, lo que contribuye a su suministro limitado y alto valor en el mercado.

La producción y distribución global de los minerales de tierras raras se concentran en unos pocos países, siendo China el mayor productor y exportador.

También existen preocupaciones ambientales y sociales en torno a la extracción y procesamiento de los minerales de tierras raras, ya que estas actividades pueden tener impactos negativos significativos en los ecosistemas y comunidades locales. El proceso minero a menudo produce subproductos tóxicos y residuos radiactivos, que pueden contaminar el agua, el suelo y el aire si no se manejan adecuadamente. Además, la explotación de los recursos de tierras raras se ha relacionado con abusos de los derechos humanos, como trabajo forzado y condiciones laborales inseguras en algunos países.

Minimizar su uso.

Por todas estas razones, es mejor evitar el uso de estos minerales siempre que sea posible. Esto reduce los costes, el impacto ambiental y la vulnerabilidad a la política internacional de recursos. También deja más minerales disponibles para aplicaciones importantes, como la médica.

El esfuerzo de Ingeniería del Ciclo de Vida de Vitesco ha llevado a la expansión de la cuarta generación de la plataforma de unidad de eje eléctrico completamente integrada (EMR4, Electronics Motor Reducer) al introducir una nueva opción que mejora su evaluación del ciclo de vida. El desarrollo de la plataforma ahora incluye un nuevo rotor sin imanes permanentes en su núcleo, que constituye una máquina síncrona excitada externamente (EESM, por sus siglas en inglés) que funciona sin necesidad de tierras raras. En consecuencia, esta innovación reduce el coste del rotor y elimina la huella de carbono asociada con la minería y procesamiento de estos minerales, junto con todas las demás ventajas que se esperarían después de leer la última sección.

Hasta hace poco, la mayoría de los vehículos electrificados utilizaban motores síncronos de imanes permanentes (PSM) en sus máquinas síncronas, que se consideraban eficientes y generalmente más fáciles de producir que las máquinas excitadas externamente. Estas máquinas generan campos magnéticos utilizando bobinas en el rotor. Vitesco Technologies ha superado con éxito importantes desafíos en el diseño de máquinas excitadas externamente aprovechando años de experiencia en aplicaciones en serie e implementando modificaciones de diseño específicas.

Esto les ha permitido lograr la misma clase de rendimiento con tecnologías tanto PSM como EESM, utilizando el espacio existente en el diseño de la plataforma para ambas opciones. Mediante una técnica avanzada de bobinado, el innovador rotor EESM se convierte en una opción rentable dentro de la última plataforma de propulsión. Especialmente cuando se requiere una masa de imanes grande en un PSM debido a altas demandas de rendimiento, las máquinas EESM resultan más asequibles y sostenibles.

Además de los ahorros de costes al eliminar los imanes permanentes y una mayor sostenibilidad, este tipo de máquina proporciona beneficios adicionales. Cuando un vehículo opera eficientemente en modo de «navegación», la máquina excitada externamente conserva un vatio-hora de electricidad por kilómetro debido a la ausencia de resistencia de un campo magnético de imanes permanentes en el rotor. Esta reducción en la resistencia reduce el requisito de energía de la propulsión hasta en un 5%, todo sin necesidad de un dispositivo de desacoplamiento mecánico.

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Publicado en: Vehículos Eléctricos

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Comentarios

  1. Victor dice

    2 junio, 2023 a las 18:53

    Excelente por que el ecosistema hay que conservarlo y ka huella de carbono esta dañando el planeta.

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