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Empresa inova com motor elétrico revolucionário, eliminando a necessidade de materiais raros e ímãs.
A ZF está inovando no setor de carros elétricos com o desenvolvimento de um novo motor elétrico, pronto para a produção em série, que promete ser um divisor de águas no mercado. Esse motor se destaca por dispensar o uso de ímãs, uma característica notável em comparação com os atuais motores elétricos excitados externamente que não utilizam ímãs.
O modelo da ZF, conhecido como In Rotor Inductive Excited Synchronous Motor (I2SM), difere dos conceitos tradicionais ao transmitir energia para o campo magnético através de um excitador indutivo situado dentro do eixo do rotor, representando um avanço significativo na tecnologia de motores elétricos.
Novo motor elétrico promete deixar carros elétricos mais potentes
A ZF destaca seu novo motor como “excepcionalmente compacto, oferecendo a maior potência e densidade de torque”. Esta versão avançada de um motor síncrono excitado externamente (FSM) surge como uma alternativa robusta às máquinas síncronas de ímã permanente (PSM), atualmente predominantes em veículos elétricos.
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O diferencial do novo motor elétrico da ZF reside na eliminação de ímãs que requerem terras raras, um passo significativo para a sustentabilidade na produção, além de garantir alta potência e eficiência operacional.
Conforme explicado pelo Dr. Holger Klein, CEO da ZF, o motor elétrico inovador sem ímãs e terras raras reflete um avanço importante na redução do portfólio de acionamento elétrico da empresa, alinhando-se com o compromisso de promover uma mobilidade sustentável e eficiente. Este princípio norteia todos os novos produtos da ZF, que atualmente se destaca no mercado por dominar esta tecnologia em um formato extremamente compacto.
Comparado aos sistemas FSM tradicionais, o excitador indutivo do novo motor da ZF reduz as perdas na transferência de energia para o rotor em 15%. Adicionalmente, a fabricação deste motor pode diminuir as emissões de CO2 em até 50%, particularmente em comparação com motores PSM-E que utilizam ímãs de terras raras.
Vantagem do novo motor elétrico
Na visão da ZF, não utilizar as terras raras não apenas economiza recursos valiosos na produção, entretanto, também reduz as dependências nas cadeias de suprimentos. Além disso, não há perdas por arrasto devido a ímãs permanentes em comparação com PPPs. Isto possibilita uma melhor eficiência em determinados pontos de operação, como longas viagens em rodovias a altas velocidades.
Para que o campo magnético do rotor se acumule por meio de corrente em vez de ímãs, o conceito FSM atualmente ainda demanda elementos deslizantes ou de escova na maioria dos casos, o que força limitações: é necessário um espaço de instalação seco com vedações adicionais, isto é, não é acessível para resfriamento de óleo.
Como resultado, esses FSMs convencionais ocupam cerca de 90 mm a mais de espaço axialmente. Sendo assim, as montadoras geralmente não podem variar de forma flexível e sem esforço adicional entre as variantes PSM e FSM em seu planejamento de modelo. Para poder oferecer essas vantagens das máquinas síncronas de forma competitiva, a ZF conseguiu compensar as desvantagens ligadas ao projeto das máquinas síncronas excitadas externamente comuns.
I2SM não usa nenhuma escova ou anel deslizante
Entre as desvantagens compensadas está a densidade de torque que foi significativamente aumentada em comparação ao estado da arte, devido ao design inovador do rotor para carros elétricos.
Por conta da integração da excitatriz no rotor sem impactar o espaço de instalação, não há desvantagens de espaço de instalação axial. Além disso, um aumento na densidade de potência do rotor leva a uma melhoria no desempenho.
A inovação da ZF exige que a energia seja transferida indutivamente, isto é, sem contato para o rotor e gerar um campo magnético através de bobinas. Isso significa que o novo motor elétrico não demanda nenhum elemento de escova ou anel deslizante. Além disso, não é mais necessário manter a área seca com vedações.
