Diseño para baterías de estado sólido

 

Diseño para baterías de estado sólido

 

3  junio - 2025

Por: Alan Earls     Para: https://www.electronicdesign.com/

 

A medida que la industria de los vehículos eléctricos (VE) avanza hacia una mayor eficiencia y autonomía, las baterías de estado sólido (SSB) se han convertido en una de las tecnologías más prometedoras. Estas baterías avanzadas son elogiadas por su potencial para ofrecer una densidad energética significativamente mayor, tiempos de carga más rápidos, mayor seguridad y una vida útil más larga en comparación con las baterías tradicionales de iones de litio.

 

Sin embargo, a pesar de sus ventajas, las baterías de estado sólido se encuentran en gran medida en la fase de investigación y piloto, con varias barreras técnicas y económicas que impiden su comercialización generalizada. Aun así, es importante que los diseñadores de VE aprovechen su potencial y, aún más importante, estén preparados con diseños que puedan adaptarse a las baterías de estado sólido cuando sean comercialmente viables.

Vanguardia: ¿Quién lidera el cambio?

Diversas empresas importantes están ampliando los límites del desarrollo de baterías de estado sólido. Toyota, por ejemplo, anunció planes para lanzar vehículos eléctricos de estado sólido a partir de 2027. La compañía afirma que sus prototipos pueden ofrecer más de 1000 km de autonomía y recargarse en tan solo 10 minutos, un ambicioso avance que aún se encuentra en fase de pruebas reales.

 Mientras tanto, QuantumScape, con sede en EE. UU., está desarrollando baterías de estado sólido de litio-metal con electrolito cerámico. Los resultados de laboratorio son prometedores, indicando la capacidad de alcanzar una carga del 80 % en aproximadamente 15 minutos y alcanzar densidades de energía superiores a 400 vatios-hora por kilogramo. Solid Power, con el apoyo de los gigantes automotrices BMW y Ford, lanzó la producción piloto de celdas de 100 amperios-hora diseñadas para la integración y prueba de vehículos.

 Otros pesos pesados ​​de las baterías, como CATL, LG Energy Solution y Samsung SDI, están explorando diseños híbridos que combinan electrolitos sólidos y líquidos, con el objetivo de crear una transición más fluida de la tecnología actual de iones de litio a sistemas completamente de estado sólido.

 

¿Cuáles son los avances e innovaciones?

El uso de ánodos de litio-metal es fundamental para alcanzar las altas densidades energéticas que prometen los SSB. Paralelamente, los investigadores están desarrollando una gama de electrolitos sólidos (basados ​​en sulfuro, óxido y polímero), todos los cuales ofrecen ventajas y desventajas distintivas en términos de conductividad, facilidad de fabricación y estabilidad química.

Un enfoque técnico clave sigue siendo la supresión de dendritas. Las dendritas (formaciones de litio con forma de aguja) pueden crecer durante la carga, lo que podría provocar un cortocircuito en las baterías. Los diseños de estado sólido no son inmunes, pero parecen ser mejores para controlar o incluso eliminar el crecimiento de dendritas, lo que ofrece una importante ventaja de seguridad potencial sobre las celdas convencionales.

 

¿Cuáles son las barreras para la adopción masiva?

A pesar de los avances, persisten importantes obstáculos. Uno de los más significativos está relacionado con los materiales utilizados. Si bien los electrolitos de sulfuro ofrecen una excelente conductividad iónica, son extremadamente reactivos con el aire y la humedad, lo que hace que su fabricación sea compleja y costosa. La resistencia de la interfaz entre el electrolito sólido y los materiales del electrodo también puede aumentar con el tiempo, lo que reduce la eficiencia y la vida útil de la batería.

 Otro desafío radica en gestionar los cambios de volumen durante el ciclo de la batería (véase la figura). Estas expansiones y contracciones introducen tensión mecánica en las interfaces electrodo-electrolito, lo que puede provocar grietas y, con el tiempo, una degradación del rendimiento.

Las baterías de iones de litio experimentan mayores fluctuaciones de volumen durante los ciclos de carga y descarga en comparación con las baterías de estado sólido.

 

En cuanto a la producción, las baterías de estado sólido requieren una infraestructura de fabricación completamente nueva, desde salas secas hasta sistemas de control de calidad de alta precisión. Escalar del laboratorio a la fábrica es un proceso delicado y costoso, que se complica aún más por la extrema sensibilidad de los materiales. Actualmente, se estima que los costos de producción de las baterías de estado sólido son entre el doble y el triple que los de las baterías de iones de litio convencionales.

 Y aunque es menos probable que se formen dendritas en electrolitos sólidos, no se eliminan por completo. Bajo altas densidades de corriente, las dendritas de litio aún pueden penetrar los límites de grano, lo que supone un riesgo de cortocircuitos y reduce la vida útil.

 

¿Cuáles son los indicios de progreso hasta la fecha?

A pesar de estos desafíos, la industria ya ha alcanzado varios hitos importantes. Empresas como QuantumScape y Solid Power han demostrado celdas de estado sólido capaces de realizar más de 800 a 1000 ciclos de carga y descarga en condiciones de laboratorio. Además, ambas compañías han entregado celdas multicapa tipo bolsa a fabricantes de equipos originales (OEM) para realizar pruebas en vehículos, lo que indica una creciente disponibilidad para aplicaciones en el mundo real. Recientemente, Stellantis y Mercedes anunciaron nuevos logros.

 La densidad energética, un parámetro clave para el rendimiento de las baterías de vehículos eléctricos, ha superado los 350 a 400 Wh/kg en celdas prototipo. Esto representa una mejora significativa respecto a los 250 a 280 Wh/kg habituales en las baterías de iones de litio actuales.

 

¿Qué necesitan saber los ingenieros eléctricos?

Las baterías de baterías de un solo uso (SSB) pueden operar con diferentes voltajes y perfiles térmicos que las de iones de litio. Por lo tanto, la gestión térmica debe contemplar una generación de calor potencialmente menor, pero una refrigeración menos pasiva (debido a un empaquetado más denso); en otras palabras, un problema diferente, aunque potencialmente no menos desafiante.

Estas consideraciones surgen de las diferencias en los materiales, el comportamiento de carga, la densidad energética y las características de seguridad. Es un tema conocido, pero con algunos factores nuevos importantes que no se pueden ignorar:

¿Cuáles son las consideraciones de diseño térmico?

Las baterías de estado sólido suelen generar menos calor durante la carga y la descarga debido a su menor resistencia interna y a la reducción de reacciones parásitas. Sin embargo, las aplicaciones de alta potencia y la carga rápida aún pueden producir un calentamiento localizado considerable, especialmente cerca de la interfaz entre el electrolito sólido y el electrodo.

 Además, las baterías de estado sólido (SSB) pueden presentar puntos calientes localizados, especialmente donde el contacto de la interfaz es deficiente o donde la densidad de corriente es alta. La menor conductividad térmica del electrolito sólido (en comparación con los electrolitos líquidos) puede provocar la acumulación de calor en ciertas regiones.

 Estos factores implican que los sistemas de gestión térmica (TMS) podrían necesitar adaptarse. La refrigeración pasiva puede ser suficiente en algunas aplicaciones de SSB de baja potencia, pero los vehículos eléctricos probablemente requerirán sistemas de refrigeración activos (aire, líquido o materiales de cambio de fase). Las estrategias de refrigeración podrían tener que cambiar del flujo de fluido masivo a la extracción de calor localizada (por ejemplo, tubos de calor o aletas integradas).

 Las baterías de estado sólido (SSB) suelen tener diferentes rangos de temperatura de funcionamiento en comparación con las baterías existentes. Por ejemplo, algunos electrolitos sólidos (especialmente sulfuros) funcionan mejor por encima de temperaturas ambiente (por ejemplo, 40 a 60 °C) para lograr una conductividad óptima, mientras que otros (por ejemplo, ciertos polímeros u óxidos) requieren preacondicionamiento térmico o elementos de calentamiento, especialmente en climas fríos.

 

¿Cuáles son algunas consideraciones de diseño eléctrico?

Para optimizar el rango de voltaje y la eficiencia, algunos SSB pueden operar a voltajes nominales y pico más altos. Esto puede requerir la reingeniería de inversores, convertidores CC-CC y sistemas de gestión de baterías (BMS).

Una mayor densidad de energía implica que, para el mismo volumen del paquete, puede requerirse más corriente durante un alto consumo de energía. Por lo tanto, las barras colectoras, los contactores y las interconexiones deben optimizarse para lograr una menor resistencia y mínimas pérdidas inductivas.

 Como se mencionó, la mayor densidad de energía y voltaje podrían suponer un desafío para los BMS existentes. Como mínimo, podrían necesitarse nuevos algoritmos para la estimación y el balanceo del estado de carga (SOC). Tanto los algoritmos de estimación del SOC como del estado de salud (SOH) deben actualizarse, ya que los SSB presentan diferentes perfiles de voltaje y mecanismos de degradación. En particular, la monitorización debe ser más sensible a los gradientes de temperatura, la degradación mecánica (p. ej., pérdida de contacto de la interfaz) y los cambios de presión en el paquete.

Debido a los requisitos de aislamiento y dieléctricos, las celdas de estado sólido de alto voltaje pueden requerir un mejor aislamiento eléctrico y barreras dieléctricas, especialmente al utilizar electrolitos sólidos delgados, propensos a perforarse o romperse.

 Por el contrario, la interfaz electrodo-electrolito en las baterías de estado sólido (SSB) suele presentar mayor resistencia que en los sistemas líquidos, especialmente si no está bien adherida. Por lo tanto, el diseño debe incluir la aplicación uniforme de presión en las celdas, una discrepancia mínima en los coeficientes de expansión/contracción y, en general, la incorporación de estructuras de compresión o sistemas de resortes en el diseño del módulo.

 

¿Por qué son tan cruciales los sistemas de compresión?

Las estructuras de compresión no pueden descuidarse. Estas estructuras son necesarias para mantener la presión de contacto interna, ya que en las baterías de estado sólido, un buen contacto físico entre el electrolito sólido y los materiales del electrodo es esencial para una transferencia de iones eficiente. A diferencia de los electrolitos líquidos, que fluyen para rellenar los huecos, los componentes sólidos deben presionarse entre sí para mantener una baja resistencia interfacial.

 La compresión garantiza un contacto continuo durante los ciclos de expansión/contracción, previene la separación o las holguras que pueden aumentar la resistencia o causar fallos en la batería, y compensa las tolerancias de fabricación o los desajustes de expansión térmica.

 Durante la carga y la descarga, tanto las celdas tradicionales como las de estado sólido experimentan una ligera expansión y contracción mecánica. Sin una gestión adecuada de la presión, las celdas pueden agrietarse o experimentar separación de capas, lo que puede provocar una pérdida de capacidad y una reducción de la vida útil. Los marcos o resortes de compresión absorben estos cambios y distribuyen la fuerza uniformemente entre todas las celdas.

 Finalmente, estas estructuras contribuyen a mejorar la integridad estructural y la seguridad, ya que las baterías deben soportar vibraciones e impactos causados ​​por las condiciones de la carretera o los choques, los ciclos térmicos de la conducción y la carga rápida, y la deformación relacionada con el envejecimiento.

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IA ha descubierto una "poción mágica" que puede revivir baterías agotadas

 

IA ha descubierto una "poción mágica" que puede revivir baterías agotadas

 

Los vehículos eléctricos dejan tras de sí montañas de baterías de iones de litio agotadas. Una nueva "inyección" las devuelve a la vida.

 

Por You Xiaoying, editado por Andrea Thompson

Para: https://www.scientificamerican.com/

 Un equipo de investigadores en China ha descubierto una forma de revivir baterías de iones de litio agotadas, reduciendo potencialmente tanto la cantidad de residuos que se acumulan rápidamente en las baterías de vehículos eléctricos (VE) gastadas como la necesidad de producir nuevas.

"El trabajo del equipo es revolucionario porque aporta una nueva idea para reutilizar baterías al final de su vida útil", afirma Jiangong Zhu, de la Universidad Tongji de Shanghái, quien investiga el uso de baterías en VE y no participó en el nuevo estudio, publicado recientemente en Nature.

Se prevé que la cantidad de baterías de iones de litio usadas que deben desecharse aumente de una estimación de 900.000 toneladas métricas este año a 20,5 millones de toneladas métricas para 2040, según un informe publicado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo en septiembre pasado. Como líder mundial en el despliegue de vehículos eléctricos, China ya gestiona 2,8 millones de toneladas métricas de celdas desechadas al año, según Huang Jianzhong, presidente de la Asociación China de Tecnología de Ahorro de Energía Electrónica, un organismo comercial aprobado por el gobierno.

 Con el rápido crecimiento de los mercados de consumo y las pilas de residuos, Yue Gao, químico de la Universidad de Fudan en Shanghái, y sus colegas anticiparon una creciente demanda de baterías de iones de litio de mayor duración.

 La batería de un vehículo eléctrico suele alcanzar el final de su vida útil, o cuando su capacidad cae por debajo del 80 % de su nivel original, después de unos ocho a diez años. La batería representa alrededor del 40 % del coste total del vehículo.

 Gao y sus colegas querían encontrar una molécula capaz de reponer una célula muerta infundiéndola con iones de litio. Pero "no teníamos ni idea de qué tipos de moléculas podrían realizar esa función ni de cuáles serían sus estructuras químicas, así que recurrimos al aprendizaje automático", explica Chihao Zhao, estudiante de doctorado de la Universidad de Fudan, miembro del equipo de Gao, pero no coautor del nuevo estudio.

 Los investigadores utilizaron un modelo de inteligencia artificial entrenado con las reglas de la química. Lo alimentaron con una base de datos de reacciones electroquímicas y le pidieron que buscara moléculas que cumplieran con sus requisitos, como disolverse bien en una solución electrolítica y ser relativamente económicas de producir. El modelo recomendó tres candidatos, y el equipo identificó uno de ellos, una sal llamada trifluorometanosulfinato de litio (LiSO₂CF₃), como ideal.

Los investigadores probaron esta sal de iones de litio disolviéndola en una solución electrolítica, lo que permite que los iones pasen entre los terminales positivo y negativo de una célula. Gao compara esto con administrar una vía intravenosa a un paciente humano. “Si podemos administrar una inyección a una persona enferma para ayudarla a recuperarse”, dice, “¿por qué no podemos tener también una poción mágica para las baterías agotadas?”.

 Gao y sus colegas descubrieron que la mezcla química podía prolongar significativamente la vida útil de una celda de batería de fosfato de hierro y litio (LFP). Una batería LFP que alimenta un vehículo eléctrico normalmente puede cargarse y descargarse unas 2000 veces antes de considerarse “muerta” (cuando su capacidad está por debajo del 80%). Al añadir el electrolito cada vez que la batería se acercaba a ese umbral, el equipo logró restaurar la mayor parte de la capacidad de la celda en cada ocasión, y esta continuó funcionando casi tan bien como una batería nueva. Al final del experimento, la celda recuperó el 96 % de su capacidad después de casi 12 000 ciclos de carga y descarga.

 Un experimento posterior demostró que el método también funcionaba con baterías de iones de litio NMC (níquel, manganeso y cobalto), afirma Gao.

 La Universidad de Fudan colabora actualmente con Zhejiang Yongtai New Material, fabricante chino de materiales para baterías, para comercializar el método, según una publicación de Yongtai en redes sociales. Gao prevé un sistema generalizado de "estaciones de recarga de baterías" donde los propietarios de vehículos eléctricos podrán traer las fuentes de energía agotadas para reabastecerlas.

La idea es prometedora, afirma Chenguang Liu, de la Universidad Xi'an Jiaotong-Liverpool en China, quien investiga materiales para baterías y no participó en el estudio. Sin embargo, menciona algunos desafíos. Por ejemplo, el método deberá ser compatible con diversas composiciones químicas de baterías y debe comprobarse la seguridad de las celdas reactivadas.

 Y la energía de los vehículos eléctricos no proviene de una sola celda simple, sino de un paquete de baterías que puede estar compuesto por cientos o incluso miles de celdas, junto con sistemas de control de temperatura y otros componentes. “Solo hemos realizado experimentos con celdas y necesitamos encontrar la manera de aplicarlo a un paquete de baterías completo”, afirma Gao.

El método de su equipo es lo más cercano hasta ahora a un "proceso de reciclaje directo" para baterías de vehículos eléctricos en China, afirma Hans Eric Melin, analista de reutilización y reciclaje de baterías y director general de Circular Energy Storage, una consultora con sede en Londres. (En China, algunas baterías de vehículos eléctricos degradadas se utilizan actualmente para alimentar otros productos que requieren un menor consumo de energía, como ciclomotores eléctricos y centrales de almacenamiento de energía. Otras se trituran y se convierten en residuos industriales llamados "masa negra", de los cuales se pueden extraer materias primas valiosas, como el litio y el grafito).

 Melin cree que la propuesta de los investigadores podría tener oportunidades comerciales, aunque señala que es probable que el mercado sea pequeño, ya que la vida útil de una batería de vehículo eléctrico puede alcanzar los 15 años. También requerirá paquetes de baterías diseñados para permitir la inyección del electrolito, señala.

La pregunta”, añade, “es si los beneficios valen la pena si [los cambios necesarios] interfieren de alguna manera con otros aspectos de diseño necesarios para el rendimiento de la batería”.

Rotor de imán permanente vs. rotor de inducción: tecnología de motores para vehículos eléctricos

 

Rotor de imán permanente vs. rotor de inducción: tecnología de motores para vehículos eléctricos

 La selección de la potencia nominal de un motor  para uso en un vehículo eléctrico depende de la masa del vehículo y del rendimiento de aceleración deseado. Existen muchos tipos de motores que se pueden utilizar para proporcionar la potencia de propulsión necesaria.

Algunos requisitos generales de las máquinas eléctricas para su uso en vehículos eléctricos son los siguientes:

• Facilidad de control

• Tolerancia a fallos

• Alta eficiencia

• Alta potencia a alta velocidad (crucero)

• Alta densidad de potencia

• Alto par a baja velocidad (aceleración)

• Par máximo de 2 a 3 veces el par nominal continuo

• Región de funcionamiento de potencia constante extendida

• Bajo nivel de ruido acústico Baja interferencia electromagnética (EMI)

 El diseño de la máquina eléctrica debe optimizarse de modo que la energía eléctrica del vehículo genere la mayor cantidad de energía cinética  posible de tal manera que la energía almacenada en la batería pueda entregarse a las ruedas  de la manera más eficiente posible.

Los motores de los vehículos eléctricos se diferencian de los motores industriales, ya que generalmente requieren un par elevado a baja velocidad, lo que permite que el vehículo cumpla con los requisitos de aceleración. También se requiere una amplia gama de velocidades de funcionamiento. Por el contrario, los motores industriales generalmente están optimizados para condiciones nominales específicas y tienen condiciones de funcionamiento menos dinámicas.

 Dentro del contexto antes descripto, dos tipos de motores, trifásico de inducción y de iman permanente  son omnipresentes en la aplicación a vehículos eléctricos. Entre los diversos componentes de un motor eléctrico, el rotor es un elemento crucial que desempeña un papel importante a la hora de determinar su rendimiento, eficiencia e idoneidad para la aplicación. En el ámbito de los motores eléctricos, se destacan dos tipos de rotores comunes: el rotor de imán permanente y el rotor de inducción. En este artículo, analizaremos estos dos tipos de rotores y exploraremos sus respectivas características, ventajas y aplicaciones en la tecnología de motores eléctricos.

 

Entender el rotor: el corazón de un motor eléctrico

El rotor es el componente giratorio de un motor eléctrico responsable de generar movimiento mecánico. Interactúa con el estator, que contiene bobinas de alambre de cobre por donde circula un sistema trifásico, para producir un campo magnético giratorio que impulsa a girar al  rotor cuyo eje es la  salida mecánica del motor.

 

Aspectos clave del rotor de imán permanente

Los rotores de imán permanente, como sugiere su nombre, utilizan imanes permanentes, como imanes de neodimio o imanes de samario-cobalto, para crear un campo magnético. Los imanes de SmCo y NdFeB también tienen similitudes importantes. Ambos son imanes de tierras raras. Son imanes muy potentes con un BH Max (producto energético máximo) muy alto y una alta coercitividad (resistencia a la desmagnetización). Los imanes de SmCo funcionan mejor que los imanes de NdFeB a temperaturas más altas y en entornos más corrosivos que los imanes de neodimio. Los imanes de neodimio son más económicos que los de SmCo.

  Los rotores de imán permanente también son conocidos por su alta eficiencia energética, gracias al campo magnético constante. Requieren menos energía eléctrica para producir una salida mecánica, lo que los hace ideales para aplicaciones donde la eficiencia es primordial, como los vehículos eléctricos. Además, de ser  son compactos  y livianos,  los rotores de imán permanente son adecuados para aplicaciones en vehículos o con limitaciones de espacio, por ejemplo, bogies de trenes eléctricos de alta velocidad. Además, estos rotores ofrecen un control electrónico preciso sobre la velocidad y el par del motor.

 

Aspectos principales del rotor de inducción

Los rotores de inducción se basan en la inducción electromagnética para crear un campo magnético. Son conocidos por su robustez y fiabilidad, con menos componentes susceptibles al desgaste. Su fabricación suele ser más rentable que la de sus homólogos con imanes permanentes, lo que los convierte en una opción  para aplicaciones en las que el costo es una preocupación principal. Estos rotores también pueden proporcionar un par elevado a bajas velocidades.

 

El rotor llamado “jaula de ardilla” es un cilindro montado en un eje.  La base del rotor se construye con láminas de hierro apiladas. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. Los devanados inductores en el estator de un motor de inducción  bañan con un campo magnético giratorio al rotor. El movimiento relativo entre este campo y el rotor induce  un flujo en las barras conductoras. Alternadamente estas corrientes que fluyen longitudinalmente en los conductores reaccionan con el campo magnético del  estator  produciendo una fuerza que actúa tangente al rotor, dando por resultado un esfuerzo de torsión para hacer girar al eje. El rotor gira a una velocidad levemente inferior que el campo magnético giratorio estatórico. La diferencia relativa de  velocidades se llama "deslizamiento" y aumenta con la carga.

 

 Rotor de imán permanente vs. Rotor de inducción

Para elegir entre un rotor de imán permanente y un rotor de inducción, se deben considerar  los requisitos específicos de la aplicación:

Eficiencia: para aplicaciones donde la eficiencia energética es crucial, como vehículos eléctricos y turbinas eólicas, los rotores de imán permanente son la opción preferida debido a su mayor eficiencia.

Costo: si la rentabilidad es una preocupación principal, especialmente en aplicaciones donde el motor funciona continuamente a una velocidad fija, los rotores de inducción pueden ofrecer una solución más económica.

Fiabilidad: los rotores de inducción suelen elegirse por su robustez y fiabilidad en aplicaciones con condiciones duras, donde el motor puede encontrarse con polvo, humedad o temperaturas extremas.

Tamaño y peso: en aplicaciones donde las limitaciones de tamaño y peso son significativas, la compacidad y la naturaleza liviana de los rotores de imán permanente son ventajosas.

Control: si es necesario un control preciso sobre la velocidad y el par del motor, los rotores de imán permanente son la mejor opción debido a su capacidad de respuesta.

Los pasos del proceso para los imanes de tierras raras incluyen la extracción, la producción de polvo, el fresado, el prensado, el recocido, el corte, el pulido y el acabado de la superficie.

 

El caso de Tesla

Los vehículos Tesla con dos motores se denominan Teslas de doble motor y tienen un motor en cada eje para controlar las ruedas.

Model S: El Model S Long Range viene con motores dobles que generan 350 kilovatios de potencia y tiene una autonomía de 375 millas.

Model 3: El Model 3 Long-Range Dual Motor AWD tiene un motor de inducción en el eje delantero y un motor síncrono de imanes permanentes en el eje trasero.

 

Modelo de tracción trasera (RWD):

Solo está equipado con un motor síncrono de imanes permanentes. Esta configuración suele aportar una mayor eficiencia energética y un diseño simplificado del sistema de propulsión. Alcanza una potencia máxima de 194 kW, con un par de 340 Nm.

 

Modelo de mayor autonomía:

Equipado con dos motores, un motor de inducción en el eje delantero y un motor síncrono de imanes permanentes en el eje trasero. Este diseño, que mezcla un motor de inducción con un motor síncrono de imanes permanentes, optimiza tanto el rendimiento de aceleración como la eficiencia energética. Tiene una potencia total de 343 kW y un par de 723 Nm, y el motor delantero alcanza una potencia máxima de 137 kW.

 

Modelo de alto rendimiento:

También adopta una combinación de un motor de inducción en el eje delantero y un motor síncrono de imanes permanentes en el eje trasero, lo que proporciona una mayor potencia y un mayor rendimiento de aceleración. La potencia total es de 331 kW, con un par de 559 Nm, y la potencia del motor delantero alcanza los 219 kW.

 Esta diversidad de configuraciones permite a Tesla ofrecer soluciones personalizadas para distintas necesidades de conducción, ya sea que se busque el máximo rendimiento o una mayor autonomía.

El motor de inducción, que fue la elección de Tesla para sus primeros modelos, tiene ventajas y limitaciones únicas. Entonces, ¿qué impulsa a Tesla a seguir utilizando motores de inducción, a pesar de que los vehículos eléctricos en China tienden a utilizar motores síncronos de imanes permanentes más ligeros? Una de las principales razones por las que Tesla sigue utilizando motores de inducción es su menor coste y el hecho de que no requieren imanes permanentes, lo que evita el riesgo de desmagnetización.

 En primer lugar, los motores de inducción no necesitan ningún material magnético permanente, lo que es particularmente importante en el diseño de motores. Los materiales de imán permanente como el neodimio-hierro-boro ofrecen un rendimiento excelente, pero son costosos y propensos a la desmagnetización en entornos de alta temperatura. Por el contrario, los motores de inducción utilizan rotores con núcleo de cobre, un diseño que no solo es de bajo coste sino también estable y fiable, lo que elimina las preocupaciones sobre la desmagnetización a alta temperatura.

 

Conclusión

En pocas palabras, la elección entre un rotor de imán permanente y un rotor de inducción depende de las necesidades específicas de la aplicación. Cada tipo ofrece ventajas únicas y está diseñado para sobresalir en diferentes escenarios. A medida que la tecnología de motores eléctricos continúa evolucionando, los avances en ambos tipos de rotores amplían aún más su aplicabilidad, lo que garantiza que los motores eléctricos  siguen en la senda de mayor eficiencia, confiabilidad y versatilidad.

 

 Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                              2025.-

 

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