A ZF desenvolveu um e-drive (sistema de propulsão elétrico) que não necessita de ímãs. Em contraste com os conceitos livres de ímã dos chamados ´motores síncronos excitados separadamente´ (SESM) já disponíveis atualmente, o novo I²2SM (motor síncrono indutivo-excitado no rotor) da ZF transmite a energia para o campo magnético por meio de um gerador de indução dentro do eixo do rotor. Isso torna o motor exclusivamente compacto, com máxima potência e densidade de torque. Esta variante avançada de um motor síncrono excitado separadamente é, portanto, uma alternativa às ´máquinas síncronas de imã permanente´ (PSM). Estes últimos são atualmente os motores mais utilizados em veículos elétricos, mas baseiam-se em ímãs que requerem materiais de “terras raras” para a sua produção. Com o I²SM, a ZF está estabelecendo um novo padrão para tornar os motores elétricos extremamente sustentáveis na produção e altamente potentes e eficientes na operação.
Além dos benefícios de eliminar o uso de metais de terras raras em um pacote compacto e potente, o I²SM elimina as perdas por arrasto criadas nos motores eletrônicos PSM tradicionais. Isso permite melhor eficiência em determinados pontos de operação, como longas viagens em rodovias em alta velocidade. Para garantir que o campo magnético no rotor seja criado por corrente em vez de ímãs, os conceitos convencionais SESM ainda exigem elementos deslizantes ou de escova na maioria dos casos, o que compromete a força: um espaço de instalação seco, ou seja, não acessível para resfriamento de óleo e com vedações adicionais são necessários. Como resultado, os SESMs convencionais ocupam cerca de 90 mm a mais de espaço axial. Como resultado, as montadoras geralmente não podem variar de forma flexível entre as variantes PSM e SESM no planejamento do seu modelo sem esforço adicional. Para oferecer competitivamente as vantagens das Máquinas Síncronas Excitadas Separadamente, a ZF conseguiu compensar as desvantagens relacionadas ao design das Máquinas Síncronas Comuns Excitadas Separadamente. Em particular, a densidade de torque foi significativamente aumentada em comparação com o “estado da arte”, graças a um design inovador do rotor. A integração neutra em termos de espaço do gerador de indução no rotor significa que não há desvantagens de espaço axial. Além disso, um aumento na densidade de potência no rotor leva a uma melhoria no desempenho. O pré-requisito tecnológico para a inovação da ZF é que a energia seja transferida indutivamente, ou seja, sem contato mecânico, para o rotor, gerando um campo magnético por meio de bobinas. Assim, o I²SM não necessita de quaisquer elementos de escova ou anéis coletores. Além disso, não há mais necessidade de manter esta área seca por meio de vedações. Tal como acontece com o motor síncrono permanentemente magnetizado, o rotor é resfriado de forma eficiente pela circulação de óleo. Comparado ao motor síncrono comum com excitação separada, a inovação da ZF requer até 90 milímetros menos de espaço de instalação axial. Em termos de potência e densidade de torque, porém, a inovação da ZF opera no nível de um PSM. A ZF planeja desenvolver a tecnologia I²SM até a maturidade de produção e oferecê-la como uma opção dentro de sua própria plataforma e-drive. Os clientes dos segmentos de carros de passeio e veículos comerciais podem então escolher entre uma variante com arquitetura de 400 volts ou 800 volts para suas respectivas aplicações. Este último depende de chips de carboneto de silício na eletrônica de potência. (Foto: divulgação ZF / Os direitos autorais de divulgação da imagem dessa matéria são de responsabilidade legal – única e exclusiva – de ZF e do seu time de comunicação com Fernanda Giacon e Marta de Souza / Instagram: @acelerandoporai.com.br)
