¿Cuánto pueden mejorar los motores de los coches eléctricos con tecnologías nuevas?

Cuando los fabricantes de automoción no necesitan una gran producción de motores pueden subcontratarla, que es lo que han hecho los grandes fabricantes con proveedores Tier 1 durante años. Pero llega el momento en que los motores eléctricos es mejor fabricarlos con sus propios medios, y hay varias razones para ello.

Una de ellas es que se mejora el control sobre el desarrollo, la puesta a punto o la producción, quedando menos expuestos a problemas que puedan surgir con el proveedor y la cadena de valor en general. Por otra parte, como los motores de combustión interna progresivamente van a ir desapareciendo, parte de la fuerza laboral sobrante se podría adaptar para fabricar motores eléctricos, aunque tienen muchísimas menos piezas que los térmicos.

Cada vez más fabricantes construyen sus propios motores eléctricos, y eso es una oportunidad para evolucionarlos a nivel técnico. Varios son los frentes de mejora, como una mayor densidad energética -más potencia en el mismo espacio o con el mismo peso-, un consumo de electricidad optimizado -más autonomía- o poder desengancharse de las tierras raras.

En el año 2020 el 77% de los motores eléctricos producidos eran de imanes permanentes, de acuerdo a la consultora IDTechEx, siendo el otro 17% de inducción y el 6% sobrante de motor bobinado. Los motores de imanes permanentes emplean tierras raras, materiales escasos y caros como disprosio, gadolinio o neodimio. En 2018 los motores de imanes permanentes eran más abundantes, el 93%.

La misma consultora cree que en 2032 la demanda de motores eléctricos será de 100 millones de unidades al año

El problema de las tierras raras es doble. Por un lado, tenemos su localización en pocos sitios, controlados sobre todo por China, así que se está al albur de la fijación de precios y cuestiones geopolíticas que pueden disparar los precios. Por otro, es una cuestión medioambiental, para sacar las tierras raras, hablando en plata, hay que contaminar mucho y producir residuos, por mucho que eso se compense durante la vida útil del vehículo.

Eso sí, a cambio se logra una mayor eficiencia respecto a los motores asíncronos de inducción magnética del 15%, así como mayor densidad energética por masa o por volumen. Los avances técnicos tratan de ir más allá sin tierras raras, y tenemos tres tecnologías incipientes: motores de flujo axial, en rueda y de reluctancia conmutada.

Cada solución tiene sus ventajas y sus inconvenientes. Por ejemplo, los motores en rueda darán a los diseñadores mucha más libertad para colocar los órganos en un vehículo y son especialmente interesantes para todoterrenos o deportivos, ya que vectorizan el par de forma instantánea. La pega más gorda es que aumenta las masas no suspendidas, lo cual tiene implicaciones en el comportamiento.

Por su parte, los motores de flujo axial presentan sus ventajas sobre el típico diseño de flujo radial. Permiten un diseño aún más compacto y mayor densidad energética. Por su parte, en los motores de reluctancia conmutada el rotor está hecho con material electromagnético, pero sin imán permanente ni tierras raras. Eso sí, la gestión electrónica del motor se complica un poco para que sean eficientes.

Si bien resulta evidente que los motores síncronos de imanes permanentes van a ser predominantes durante un tiempo, otros tipos de motores eléctricos se van a ir abriendo paso y diversificando las tecnologías en uso. Veremos más avances según van implicándose sumas de dinero más y más fabulosas por parte de los fabricantes, que lejos de externalizar unos motores que apenas necesitan, necesitan convertirlos en el núcleo de su negocio a largo plazo.