IDTechEx analiza la evolución del mercado de motores eléctricos modernos para vehículos eléctricos

Es posible que los motores de tracción eléctrica se hayan desarrollado originalmente en la década de 1800, pero el mercado sigue evolucionando en la actualidad, con el creciente mercado de vehículos eléctricos (EV) que ofrece nuevas tecnologías, oportunidades y demanda. IDTechEx ha estado escribiendo informes de investigación sobre motores de tracción eléctrica en vehículos eléctricos desde 2012, pero cada año hay nuevos desarrollos que continúan sorprendiendo e impresionando

En los últimos años, se ha prestado más atención a los materiales utilizados para los motores eléctricos, así como a la topología subyacente. Algunos buscan mejorar características como la potencia y la densidad de par con adquisiciones relacionadas con motores de flujo axial, mientras que otros buscan ser más rentables y sostenibles al reducir o eliminar las tierras raras. En un mundo ideal, ambos de los anteriores podrían lograrse simultáneamente, pero en realidad, a menudo hay que hacer una compensación. La última versión de IDTechEx de " Motores eléctricos para vehículos eléctricos 2024-2034 " profundiza en la tecnología de motores, la adopción del mercado, la utilización de materiales y las previsiones del mercado.

Materiales y tierras raras

Una consideración clave para el mercado de motores EV es la de los materiales magnéticos. Entre 2015 y 2022, la participación de los motores de imanes permanentes (PM) en el mercado de automóviles eléctricos se mantuvo constantemente por encima del 75 %. Los imanes de tierras raras continúan siendo una preocupación en 2023 debido a que su cadena de suministro está restringida a China y los precios comienzan a aumentar drásticamente nuevamente en 2021 (como lo hicieron en 2011/2012). Para evitar estas preocupaciones, varios OEM europeos han optado por diseños libres de imanes, incluida la adopción de motores de rotor bobinado por parte de Renault y BMW y el uso de motores de inducción por parte de Audi. En 2023, Tesla anunció que su motor de próxima generación sería una máquina PM sin tierras raras, lo que enfocó aún más los materiales magnéticos alternativos, como los imanes de ferrita, y los desafíos que plantean para la adopción masiva.
Por ejemplo, muchos fabricantes de equipos originales han reducido constantemente el contenido de tierras raras en sus motores PM a través del desarrollo de materiales avanzados y el diseño optimizado del motor, pero adoptar por completo imanes libres de tierras raras generalmente requiere un impacto significativo en el rendimiento. Sin cambios significativos en el diseño, la adopción de un imán de ferrita conduciría a una pérdida de potencia y par superior al 60 %, pero si se pueden optimizar varios aspectos del diseño, la reducción del rendimiento de los imanes de ferrita podría compensarse. También hay jugadores que buscan nuevas aleaciones magnéticas, como los imanes de nitruro de hierro de Niron.
El informe de IDTechEx proporciona un análisis de diseños de motores sin imanes, rutas para la reducción de tierras raras y opciones para materiales magnéticos alternativos. IDTechEx predice que los motores PM seguirán siendo la forma dominante de motor (especialmente con el dominio de China en el mercado de vehículos eléctricos), pero habrá más reducciones en las tierras raras por motor y materiales magnéticos alternativos que harán un mayor progreso en el mercado.

Motores de flujo axial y en rueda como opciones emergentes

Además de los motores de flujo radial integrados tradicionales en los vehículos eléctricos, existen dos alternativas emergentes que han ganado mucho interés pero que se encuentran en las primeras etapas de adopción en el mercado, a saber, los motores de flujo axial y en las ruedas.

En los motores de flujo axial, el flujo magnético es paralelo al eje de rotación (comparado con el perpendicular en las máquinas de flujo radial). Los beneficios de los motores de flujo axial incluyen mayor potencia y densidad de par y un factor de forma de panqueque ideal para la integración en varios escenarios. A pesar de la anterior falta de adopción, la tecnología ha evolucionado hacia la integración en el mercado. Daimler adquirió a los jugadores clave YASA para usar sus motores en la próxima plataforma eléctrica AMG, y Renault se asoció con WHYLOT para usar motores de flujo axial en sus híbridos a partir de 2025.

Los motores en las ruedas se han convertido en algunos vehículos de carretera, como una cantidad limitada de camiones Lordstown, pero también se ha visto un progreso clave en Protean, donde Dongfeng demostró el primer automóvil de pasajeros homologado con ProteanDrive (plataforma de motor en las ruedas). en 2023 y está siguiendo esto con pruebas de flota.

IDTechEx espera un gran aumento en la demanda de flujo axial y motores en las ruedas para ciertas categorías de vehículos, pero no prevé que vayan a desplazar por completo a las máquinas de flujo radial integradas tradicionales en un futuro cercano. El informe de IDTechEx, " Motores eléctricos para vehículos eléctricos 2024-2034 ", lleva a cabo un análisis de rendimiento y mercado de las tecnologías de motores emergentes con jugadores, adopción y pronósticos de mercado a 10 años.

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