Tesla Motors, en honor al genio inventor Nikola Tesla, utilizó su invención perenne de los motores de inducción en su línea de vehículos eléctricos, pero no fue hasta que el Modelo 3 llegó con un motor estrella: el IPM CINERM. Este último se ha demostrado que es la solución definitiva para los vehículos eléctricos para lograr un alto rendimiento a alta velocidad. Veamos cómo los versátiles motores de inducción compiten con los últimos motores IPM CINERM.
Diferencias principales
La diferencia principal entre estos dos motores radica en el rotor. Para hacer que el rotor del motor de inducción gire, se deben inducir corrientes eléctricas en las barras del rotor. En el caso del IPM CINERM, es principalmente la interacción entre los imanes permanentes y el campo magnético del estator lo que hace girar el rotor.
Sin embargo, las corrientes inducidas en el rotor del motor de inducción causan un pequeño problema: cuando fluye corriente a través de un conductor, se produce una pérdida de energía conocida como pérdida I^2R. Esto significa que habrá una pérdida inevitable de energía en el rotor del motor de inducción, mientras que el rotor del IPM CINERM no tiene flujo de corriente, lo que resulta en una eficiencia dos por ciento mayor en comparación con los motores de inducción.
Mayor eficiencia y enfriamiento
Esta mayor eficiencia significa que el motor producirá más torque y potencia para la misma entrada de energía. Además, los rotores del IPM CINERM funcionan más frescos debido a la ausencia de pérdidas I^2R. Sin embargo, esta diferencia de eficiencia no es la única razón por la que llamamos al IPM CINERM un motor estrella.
Resistencia física y velocidad
En su forma original, el IPM CINERM es notablemente débil en términos de resistencia física. La resistencia se pierde debido a los puentes estrechos que experimentan estrés máximo cuando el rotor gira a velocidades más altas. Si aumentamos el grosor del puente, afectará el rendimiento eléctrico del motor. La solución a esto es la funda de fibra de carbono. Las fibras delgadas de fibra de carbono mantienen unidos los imanes del rotor, permitiendo que el rotor gire a velocidades increíblemente altas.
Sin embargo, el proceso de fabricación de la funda de carbono presenta desafíos debido a las propiedades magnéticas de los imanes de neodimio. Tesla Motors superó este desafío utilizando una máquina especializada de envoltura de lámina de carbono que aplica una compresión similar a un cilindro. Esto reduce el estrés a alta velocidad y mejora el rendimiento eléctrico del motor.
Enfriamiento y características de torque
Los rotores del IPM CINERM requieren un alto nivel de refrigeración debido al problema de temperatura de los imanes de neodimio. Se logra mediante el paso de un refrigerante líquido de glicol desde el núcleo del estator hacia el eje del rotor. Por otro lado, los rotores de los motores de inducción pueden funcionar perfectamente hasta una temperatura límite de 100 grados Celsius, con una refrigeración simple a través del eje.
Sin embargo, la razón principal por la que llamamos al IPM CINERM el motor estrella del mundo de los vehículos eléctricos es su característica de torque y velocidad. Este motor proporciona un rango más amplio de valores de torque más altos en comparación con los motores de inducción. Esto significa que en una colina empinada, un automóvil equipado con el IPM CINERM tendrá un alto torque incluso a alta velocidad, mientras que un automóvil con motor de inducción deberá reducir la velocidad del motor para lograr el mismo torque.
Debido a todas estas ventajas, incluso los motores de inducción en otros vehículos eléctricos de alto rendimiento están siendo reemplazados por el IPM CINERM. Por ejemplo, el Tesla Model S Plaid, el automóvil de producción con la aceleración más rápida del mundo, utiliza exclusivamente motores IPM CINERM.
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