En 2018, los fabricantes de vehículos eléctricos optaron, en el 93% de los casos, por configurar sus automóviles con motores eléctricos de imanes permanentes. Esto supone un incremento del 1% respecto a los datos del año anterior. Esta información, extraída de los datos de la plataforma EV Motor Power and Motor Metals Tracker de Adamas Intelligence, muestra que esta tecnología continua siendo la más utilizada, por su menor tamaño y mayor eficiencia.
Componentes de los motores de imanes permanentes y de inducción
Un motor eléctrico síncrono de imanes permanentes incorpora, incrustados en su rotor, imanes compuestos por tierras raras, como el disprosio, el gadolinio o el neodimio, elementos, en su mayoría, importados de China, escasos, caros y difíciles de reciclar. Gracias a ellos, no necesitan excitación externa, ni escobillas, para generar el campo magnético en el rotor y hacerlo girar cuando se expone al campo generado externamente en el estátor, lo que los hace más compactos y sencillos. La densidad de flujo es una propiedad de estos imanes que se aprovecha para la generación de energía que genera el movimiento. Su principal característica es que, tras haber sido magnetizados, retienen sus líneas de flujo, de forma similar a las baterías en las que se mueven las cargas eléctricas.
Los imanes permanentes se generalizaron industrialmente en la década de 1990 y se usan hoy en día en la mayoría de los coches eléctricos. Esta realidad, que demuestran los datos de Adamas, es debida a su mayor eficiencia, hasta un 15% en relación con los motores asíncronos de inducción, alcanzando mayor densidad de potencia disponible, tanto gravimétrica (kW/kg) como volumétrica (kW/cm3).
Comparativa de costes entre un motor de imanes permanentes y un motor de inducción
El mayor problema de este tipo de motores es que contienen materiales difíciles de conseguir, por su escasez y porque su procedencia está limitada a pocos países. Esta circunstancia los hace más caros de fabricar. Sin embargo, desde el punto de vista de los fabricantes, su mayor eficiencia permite que otro componente fundamental como la batería, pueda ser de menor tamaño, manteniendo la autonomía. Aumentar la capacidad de un paquete de baterías de 60 kWh en un 5%, para compensar el uso de un motor de inducción (asíncrono de excitación externa), puede aumentar el coste del tren motriz en más de 300 dólares, según un informe de Adamas sobre la demanda de disprosio.
Adamas concluye que la demanda de motores de imanes permanentes continuará creciendo en el futuro. Sin embargo, esta tendencia podría invertirse por el aumento de la oferta y demanda de vehículos eléctricos, lo que está provocando que el coste de las baterías por kWh esté disminuyendo más rápido de lo esperado. Esto abre la puerta al uso de motores de inducción para evitar el uso, de materiales escasos y dependientes de pocos suministradores, como son los imanes permanentes de tierras raras.
BMW incorpora motores de inducción, sin imanes permanentes, en su tecnología de quinta generación.
Como ejemplo, Tesla utiliza este tipo de motor en sus coches eléctricos desde el principio. BMW, en sus nuevos motores eléctricos de quinta generación, pretende abandonar los motores de imanes permanentes. Tras años de desarrollo ha logrado un sistema muy compacto, capaz de generar hasta 250 kW de potencia y que, gracias a la excitación externa permite un mayor control de par motor, maximizando la potencia y la eficiencia.