Da ZF un motore elettrico che non richiede terre rare
Gaetano Cesarano
07/09/2023
07/09/2023 - 15:26
Il motore elettrico più compatto e a maggiore densità di coppia al mondo, senza magneti e terre rare: da ZF un’alternativa sostenibile alla futura produzione automotive.
ZF è un azienda tedesca che fornisce sistemi completi ai più grandi produttori automobilistici. In termini di elettrificazione veicoli ZF ha presentato un prototipo di motore elettrico straordinariamente compatto che grazie all’assenza di magneti non rende necessario l’utilizzo di terre rare per la produzione.
A differenza dei modelli senza magneti dei motori sincroni a eccitazione separata (noti anche come SESM), il prototipo ZF I2SM, ovvero In-Rotor Inductive-Excited Synchronous Motor, trasmette l’energia per il campo magnetico tramite un eccitatore induttivo situato all’interno dell’albero del rotore.
Questa caratteristica rende il nuovo motore ZF straordinariamente compatto con densità di potenza e coppia molto elevate: si tratta di una variante avanzata di un motore sincrono a eccitazione separata che rappresenta quindi un’alternativa ai modelli sincroni a magneti permanenti (PSM) frequentemente impiegati nel settore automotive.
A differenza di questi ultimi il prototipo ZF non richiede l’utilizzo di terre rare - che sono impiegate nella produzione dei magneti - definendo un nuovo standard per rendere la produzione di motori elettrici estremamente sostenibile.
Con questo motore elettrico senza magneti e privo di terre rare, abbiamo un’ulteriore innovazione con la quale miglioriamo costantemente la nostra offerta di trazioni elettriche per creare una mobilità ancora più sostenibile, efficiente e in grado di risparmiare risorse. Questo è il nostro principio guida per tutti i nuovi prodotti e attualmente non vediamo altri competitor che padroneggiano questa tecnologia quanto ZF.
Rispetto ai comuni sistemi SESM, l’eccitatore induttivo riduce del 15% le perdite di energia del rotore, e l’impronta di CO2 - generata nei motori elettrici PSM principalmente a causa dei magneti che includono terre rare - viene dimezzata (- 50%).
Oltre ai benefici legati all’eliminazione delle terre rare, I2SM elimina infatti le perdite d’attrito che si creano nei tradizionali motori elettrici PSM e consente una maggiore efficienza soprattutto in occasione di lunghi viaggi autostradali ad elevata velocità.
Il prerequisito tecnologico per l’innovazione proposta da ZF è che l’energia sia trasferita per induzione, ovvero senza contatto meccanico, nel rotore, generando il campo magnetico per mezzo di bobine. In questo modo, l’I2SM non necessita di spazzole o di collettori ad anello. L’integrazione dell’eccitatore all’interno del rotore, permette inoltre di ottimizzare le geometrie di ingombro riducendo gli spazi in direzione assiale.
ZF conta di sviluppare ulteriormente la tecnologia I2SM per poter offrire nel breve termine varianti con architettura a 400 e 800 Volt per l’impiego automotive.
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