Ricardo desarrolla la nueva generación de motores eléctricos

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Cuando hablamos de coches eléctricos, siempre nos fijamos en lo ambientalmente sostenibles que son durante su uso, dejando un lado su fabricación. Por ahora, no son un gran mercado a nivel mundial, pero a medida que su producción crezca irán apareciendo diferentes problemas como la obtención de materiales para la construcción de varios de sus componentes. En este caso hablamos más concretamente de las tierras raras necesarias en la construcción de motores.

En busca de una solución a ese problema, la empresa de ingeniería e investigación Ricardo ha diseñado y construido un prototipo de un motor eléctrico de nueva generación, como parte de el proyecto de investigación y desarrollo RapidSR. Gracias a un diseño innovador, en la construcción de este motor se puede utilizar materiales de bajo coste, además de un simple proceso de fabricación. Tiene una potencia de 85 kW y está especialmente dirigido a la tracción eléctrica.

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Es importante ir buscando alternativas a los costosos motores eléctricos de imanes permanentes y que necesitan la utilización de tierras raras en su construcción. El prototipo presentado por Ricardo es un motor compacto de bajo peso, que además tiene un alto rendimiento y en el cual no se han utilizado tierras raras para su fabricación. “Esto demuestra lo que se puede lograr aplicando lo último en diseño de máquinas eléctricas” aseguran desde la marca.

Desde su inicio en 2012, el proyecto RapidSR ha investigado en el desarrollo de la próxima generación de motores eléctricos, evitando la utilización de las tierras raras normalmente usadas en los imanes permanentes. El objetivo es conseguir que sean más baratos y simples de fabricar.

Este motor será probado las próximas semanas con el objetivo de validar los resultados conseguidos hasta ahora. La investigación en motores eléctricos se antoja fundamental en el desarrollo futuro del coche eléctrico.

Ricardo RapidSR electric motor_530

Fuente | Ricardo

 



Energias renovables

31 Comment responses

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    April 23, 2015

    Muy interesante novedad. Ya era hora de que alguien sacase algo así al mercado. Sería muy interesante conocer los VE que acaben por usarlo.

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    April 23, 2015

    Vaya pensaba que era una empresa española jejej, resulta que es inglesa.

    Hace unos dias fui a preguntar a una empresa de bobinados de mi ciudad si me podian hacer un motor “a medida” yo les daba las especificaciones tecnicas y ellos me lo fabricaban, la respuesta me dejo flipado, me dijo el jefe que eso era complicadisimo y carisimo y que en España, que el supiera, solo habia una empresa en el Pais Vasco que fabricara motores electricos. Joder me quede alucinado, pensaba que no era tan dificil???.

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      April 24, 2015

      En España claro que hay empresas que fabrican motores eléctricos. Pero en general son procesos muy muy estandarizados. Y no es posible fabricarle una única unidad a medida (bueno, pagando, San Pedro canta…. pero le saldría a usted el motor a precio de oro)…. a no ser que sea una innovación muy interesante, y le interese trabajar con algún fabricante cediéndole posibles derechos, etc.

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      April 24, 2015

      #Tapi8, y realmente no es tan difícil:
      https://w w w.youtube.com/watch?v=bHzt74CE0fg (borrar los espacios entre las Ws)

      Hay más como este, pero este me pareció el más claro de los que vi. Y aunque este está hecho con imanes de neodomínio, yo creo que se podrá hacer el rotor también con bobinas y un par de escobillas.

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      April 24, 2015

      #Tapi8, y realmente no es tan difícil:
      ht tps://w w w.youtube.com/watch?v=bHzt74CE0fg (borrar los espacios entre las Ws y ht tps, o buscar en youtube ALTERNADOR AXIAL DE 16 POLOS 24V 2500W)

      Hay más como este, pero este me pareció el más claro de los que vi. Y aunque este está hecho con imanes de neodomínio, yo creo que se podrá hacer el rotor también con bobinas y un par de escobillas.

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    April 23, 2015

    Si pones al lado de este motor uno térmico que de también 85 kw (y mucho menos par), la comparativa con respecto a volumen ocupado, peso, sencillez, fiabilidad, ruidos, vibraciones, emisiones, y eficiencia es abismal.

    Hay que generalizar los coches eléctricos, para que bajen los precios de las baterías. No tiene sentido que un coche eléctrico cueste tanto.

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    Interesante la verdad, como vemos es posible ir cambiando los materiales y materias primas empleados para fabricar no solo baterias sino motores electrico y que las economias de escala lo puedan digerir sin problemas e incluso con un posible aislamiento o guerra fria entre distintos paises.

    La potencia de salida de 116 cvs no la veo nada mal , esperemos que el consumo electrico y eficiencia acompañen junto a las posibles prestaciones reales y les de por lanzar versiones con mas potencia jejej.

    No obstante los motores de Renault y otros Chinos , si no recuerdo mal no usaban tierras raras, aunque tal vez si imanes.
    A ver si alguien me lo aclara, pero el motor del Fluence y el del nuevo Zoe vendian que no usaban tierras raras.

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      April 23, 2015

      Si bien 85Kw equivalen directmente a 115,6 Cv, un motor eléctrico al tener más par y desde 1 rpm, en la práctica habría que compararlo con un motor de al menos 130 cv.

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        Pero si logras 120-150 cvs como estandarte de potencia para coches familiares polivalentes generalistas mejor , total son capaces de sacarles el mismo consumo ya no sera como con los termicos, y para los quemaos 180-400 jeje por poco mas de consumo si acaso.

        La verdad que para el coche de mis padres me gustaria ver esos 120 cvs al menos para cuando vamos hasta arriba cargados , aunque para aquel entonces digo yo que casi tendre algun familiar pepino propio ni idea xD aunque para el Tesla de segundas creo que sera pronto aun o depende nose.
        Luego por aceleracion el mio hace 9.5, el Leaf nose si 11 justos , probablemente subiendolo a 120-130 baje a 10 o menos , (se agradecen) y en adelantamientos a 100-140 seguro que se notan mas , obviamente el mio en adelantamientos peor que el Leaf fijo xD
        Eso si el E-Golf sacaba buena cifra con 115 cvs del electrico nose si 9, mucho en su ultima actualizacion que hicieron y mira que no es precisamente superligero.
        Si le sacas buen rendimiento entnces es suficiente para muchos, pero mejor animar a que tengamos mas potencia total para consumir lo mismo jaja .

        En mi caso hasta el mio a veces se queda corto , pero esto para los que somos obsesivos de la seguridad, margenes y tener aviones, los quemaos vamos 200-400 jeje , aunque me temo que los canis y colgados de turno van a estar en cada semaforo picando rueda con esos electricos cada dia xD desafiandote a ver si los retas, pero vamos tambien la policia recaudara mas con el radar urbano pillandoles a 80 o mas xD jaja not bad business para todos.

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    April 23, 2015

    Aparte de la reducción de peso y mejora en la simplicidad, la clave de este artículo está en la frase: “evitando la utilización de las tierras raras”.

    Ya con eso me tienen comprado.

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      April 23, 2015

      Ah, y 113 cv es una buena cifra para una berlina media.

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    April 23, 2015

    A lo mejor alguien debería decirles que el motor sin tierras raras ya está inventado hace mucho, lo hizo u un señor de nombre Nicola, y son los que usa Tesla y el 95% de la industria mundial. Vamos, que las tierras raras no serán el problema de la movilidad eléctrica.

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      April 23, 2015

      Ok

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      April 23, 2015

      +1

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      Pero los imanes y la bobina hecha en cobre creo que escasean, aunque alomejor son sustituibles.

      Imanes naturales; La magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnéticas. Su característica de atraer trozos de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. Las sustancias magnéticas son aquellas que son atraídas por la magnetita.

      Creo que no hay suficiente magnetita no? o se puede generar con oxido de hierro facilmente? si no la encuentras en la naturaleza.

      Y el cobre?

      Hasta ahi mis dudas, jeje

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        April 24, 2015

        @Anonimous PT-PG-PCE:

        Los imanes de neodominio tienen mucha más fuerza de atracción que los de magnetita, por lo que se deduce que si no son de neodominio, entonces es mejor usar fuerza electromagnética, es decir, generar imán con la propia electricidad y bobinas.

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    April 23, 2015

    Yo personalmete siempre he alucinado con los YASA motors http://www.yasamotors.com/

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      April 24, 2015

      Y yo, pero utilizan grandes imanes de Neodimio (tierras raras) por lo que no son prácticos en gran escala. Tesla Motors ha optado por motores de inducción que no usan tierras raras, por algo será.

      Ahora bien, en el campo de la competición eléctrica, Yasa está arrasando…

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    April 23, 2015

    Yo he pensado que eliminar los imanes podría significar eliminar el frenado regenerativo, pero vamos no tengo ni idea de como lo harían. Lo que sí he leído es que los motores son MUY eficientes y hay poco donde rascar de momento, así que no esperemos nada revolucionario.

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      April 23, 2015

      No, no tiene nada que ver el frenado regenerativo con el tipo de rotor (bueno a lo mejor genera mas o menos) pero todos los motores electricos son motores (consumen corriente) y generadores (generan corriente) depende las velocidades del rotor y del estator (campos electricos de este), en los sincronos si ambas velocidades son iguales, se comporta como motor y consume, si la velocidad del rotor es mayor (cuesta abajo, al soltar el acelerador) entonces pasa a ser generador, esto en los de imanes que son sincronos. En los asincronos (el que invento Tesla hace 100 años) lleva rotor bobinado (no imanes) y la velocidad del rotor es ligeramente inferior a la de los campos estatoricos, por eso se llama asincrono, si este rotor gira a mayor velocidad (cuesta abajo, etc) tambien pasa a ser generador. Bueno asi a grandes rasgos, si alguien que sepa mas lo quiere explicar mejor…

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        Resumiendo motor Tesla= Motor de coche de escalextrix y mira que van bien , pero el cobre de la bobina… ay el cobre.

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          April 24, 2015

          Hombre de coche de excalectric tambien, pero en las industrias los hay a miles y de cientos y miles de KW, y siempre se han usado los asincronos ya que los BLDC (de imanes) son relativamente recientes, no se los AVEs si llevan uno u otro (Chechu sacanos de dudas), por ejemplo el buque Juan Carlos I lo lleva asincrono (lleva dos de 11MW cada uno, 11.000KW), los cruceros de lujo mas grandes los llevan de hasta 16MW (el queen elizabeth lleva cuatro de estos de escalectric jejej) ¿Tu crees que son de Excalectric?, sin embargo el Isaac Peral lo lleva sincrono de 3.5MW, es decir se usan casi indistitamente unos y otros.

          La principal ventaja que deduzco de lo que leo por ahi, es que los de imanes pesan menos, no se cuanto menos y si realmente vale la pena. Tambien creo que los de imanes tienen ciertas ventajas (son mas flexibles) en cuanto a que no tienen que guardar una proporcion V/f, en los asincronos esa proporcion tension frecuencia se tiene que mantener constante aunque permite ciertos margenes y tambien creo que los de imanes tienen menos picos de arranque, los asincronos dan bastantes problemas con este tema ya que consumen hasta siete veces su intensidad nominal en el arranque, lo que obliga a hacerles controles electronicos para arrancarlos (arrancadores suaves o variadores de frecuencia), y aun asi consumen tres veces su I nominal.

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            Creo recordar que los de imanes o sincronos eran motores que funcionaban a corriente continua y el de tesla a corriente alterna.

            En la practica me parece que comparando modelos de V.E el de alterna le veo apropiado para altas prestaciones y aceleracion, y el de continua para bajar el consumo y modelos generalistas.
            Si bien es cierto ponle al motor del Tesla en un coche de 500 kgs menos y alomejor nos llevamos una sorpresa xD en cuanto a consumo.

            Se agradece el aporte, lo que sigo en duda es sobre la magnetita y el cobre , sobre todo la bobina de cobre de los Asincronos o de Tesla ya que es un material que escasea y bastante caro, nose si el grafeno u otro nuevo material pudiera sustituirlo.

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            April 24, 2015

            En los trenes de alta velocidad los más comunes son los asíncronos de jaula de ardilla. En menor medida se usan los de imanes permanentes (el Alstom AGV es un “AVE” bastante reciente y los lleva) o los síncronos (los que usa el Talgo AVRIL, que es también muy reciente).

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              April 24, 2015

              Gracias Chechu, es decir pasa como en el resto de sectores, todos eran asincronos de jaula de ardilla (los mas comunes en industria y todo tipo de aplicaciones) pero poco a poco se van pasando a los sincronos (de imanes permanentes), pues algo les veran para que todos se pasen a estos motores.

              No anonymous de largo nombre, todos hoy en dia trabajan con alterna trifasica, tanto los BLDC (Bruhssless Direc Current) el nombre es engañoso, seria motor de corriente continua sin escobillas, pero la realidad es que trabajan con alterna trifasica, o algo muy parecido a ella, como por supuesto los asincronos.

              Lo que pasa es que cuando se genera trifasica a partir de continua, es una trifasica bastante “RARA” hecha de trocitos de continua, y pueden trabajar con ondas cuadradas o trapezoidales que se podria decir que son trozos de continua, pero que a su vez estan desfasados 120 grados entre si, igual que una trifasica pero un tanto rara.

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            April 24, 2015

            Anonymous, los síncronos son de corriente alterna, no se si los habrá también de CC, y los de imanes los hay tanto para CC como CA. Y tapi los de imanes los usa Alstom en su AGV porque según ellos consumen menos y son de menor peso por tanto más eficientes respecto a los tradicionales asíncronos/síncronos, osea que estás en lo cierto.

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              April 24, 2015

              Si tambien los hay de CC o DC Chechu, pero son con escobillas, son mucho mas faciles de controlar, un trifasico necesita minimo 6 IGBTs o MOSFETs (depende de la tension de trabajo) y un CC se puede controlar incluso con 1 solo IGBT (si solo tiene un sentido de marcha (bici, moto…) si tiene dos sentidos de marcha necesita 4 (en puente H), pero aunque necesite los 4 el software es muchisimo mas sencillo.

              Pero el motivo de que se usen trifasicos no es la sencillez de la electronica ni que haya que cambiar las escobillas, es la potencia que dan, pongamos un motor de 12V/10A pequeñito, si es de CC:

              W=V*I=12*10=120W

              Si es trifasico, BLDC o asincrono:

              W=raiz de tres*V*I*cos de fi.=1.73*12*10*0.9=187W

              Fijate con la misma alimentacion y mismo consumo 67W mas, haciendo las cuentas completas saldria un poquito menos, seguramente unos 40W mas, pero estoy vago y no quiero meterme a calcular tensiones eficaces, perdidas en conmutacion etc, ademas es viernes jejej.

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              April 24, 2015

              Ya veo, gracias por la info.

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    April 23, 2015

    me encanta cuando dejan a los ingenieros hacer su trabajo y amargarles la vida a los avariciosos (en este caso los genios de las minas de tierras raras, que tardaron segundos en amenazar con subir los precios tan pronto advirtieron que tal vez los eléctricos podrían empezar a venderse en masa)

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  10. Avatar
    April 24, 2015

    Imitando a Homer cuando hablaba de las malas hierbas:
    Las tierras raras, no son tan raras, lo que pasa es que les pierde el nombre.

    La gente habla de tierras raras, como si fuera algo muy escaso y complicado de obtener. Algo así como “está hecho de sangre de unicornio”.
    No es así. Algunas tierras raras son muy abundantes y muy usadas. Y baratas.
    En realidad… ni son tierras… ni son raras…

    Las tierras raras se llaman así, porque son una serie de elementos con una afinidad muy alta… y no se encuentran aisladas en la naturaleza… y además era muy difícil separarlas en el año 1900.
    Pero algunas son muy abundantes, y hoy, que un producto incorpore “tierras raras”, no significa que sea muy caro.

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