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El motor eléctrico de imanes permanentes más potente del mundo se está desarrollando en el Reino Unido. Equipmake, una empresa experta en electrificación, se ha asociado con HiETA, una organización líder en fabricación aditiva, para desarrollar la próxima generación de motores como parte de un proyecto revolucionario financiado por Innovate UK.
- Equipmake, empresa experta en electrificación, y HiETA, empresa líder en fabricación aditiva, colaboran en un nuevo e innovador motor eléctrico.
- Con el nombre en clave de AMPERE, utilizará la fabricación aditiva para hacerlo más ligero, pequeño y térmicamente más eficiente que los motores convencionales de imanes permanentes.
- Con una potencia máxima de 220 kW a 30.000 rpm y un peso inferior a 10 kg, AMPERE aspira a convertirse en el motor eléctrico más potente del mundo, con 20 kW por kg.
- Su uso pionero de la fabricación aditiva -esencialmente la impresión metálica en 3D- también le permitirá utilizar la menor cantidad de aleación de alta resistencia y material magnético, manteniendo el coste lo más bajo posible.
- AMPERE tiene aplicaciones en muchos sectores, desde la automoción hasta la industria aeroespacial y naval.
Con el nombre en clave de AMPERE, el nuevo motor se basará en la experiencia líder mundial de Equipmake en el diseño de motores eléctricos y en los conocimientos pioneros de HiETA en ingeniería térmica y fabricación aditiva, con el objetivo de producir un motor eléctrico extremadamente ligero, eficiente y de bajo coste con una densidad de potencia máxima de más de 20 kW por kg, más de cuatro veces la densidad de potencia de un motor eléctrico convencional.
La clave del rendimiento de AMPERE es la combinación de un diseño de motor avanzado con la fabricación aditiva, que permite imprimir en 3D su estructura metálica en lugar de fresarla a partir de una pieza maciza.
Esto aporta muchas ventajas. En primer lugar, el metal sólo se coloca donde es necesario. En segundo lugar, las paredes finas térmicamente eficientes y los detalles superficiales optimizados pueden combinarse directamente con la estructura del motor, sustituyendo los conjuntos de varias piezas por una arquitectura única y compleja que tiene una capacidad de refrigeración excepcional, es ligera, tiene poca inercia y permite aumentar enormemente la velocidad de rotación.
Este enfoque no sólo significa que AMPERE utilizará la menor cantidad de aleaciones de alta resistencia en su construcción, sino también la menor cantidad de materiales activos caros -los imanes-, manteniendo el coste lo más bajo posible.
Equipmake e HiETA tienen como objetivo alcanzar una potencia máxima de 220 kW a 30.000 rpm y un peso inferior a 10 kg para AMPERE. En comparación, incluso los mejores motores estándar de imanes permanentes que se utilizan en la actualidad tendrían dificultades para alcanzar los 5 kW por kg. El innovador APM 125 de Equipmake, uno de los motores eléctricos de automoción con mayor densidad de potencia del mundo, que utiliza la arquitectura de radios de la empresa para maximizar la capacidad de refrigeración, ofrece una potencia máxima de 125 kW a 12.000 rpm y un peso de sólo 14 kg, lo que le confiere una densidad de potencia de casi 9 kW por kg.
Los primeros prototipos de AMPERE estarán en funcionamiento dentro de 12 meses.
A finales del año pasado, Equipmake inauguró su nueva fábrica en Snetterton (Norfolk), donde la empresa ofrece la solución completa para vehículos eléctricos, con capacidad para diseñar, probar y fabricar desde motores hasta plataformas totalmente electrificadas, prestando apoyo a los sectores automovilístico y aeroespacial. En sus instalaciones diseña y fabrica chasis de autobuses eléctricos totalmente integrados para una clientela cada vez más internacional. Su innovadora gama de motores APM se utiliza en sus chasis EBus y también propulsará el próximo Ariel HIPERCAR.
Ian Foley, Director General de Equipmake, ha declarado: "Equipmake ha dado grandes saltos en el rendimiento de los motores eléctricos en los últimos años, con nuestra gama APM de motores avanzados que ofrecen densidades de potencia líderes en su clase gracias a sus diseños compactos y ligeros. La fabricación aditiva es la clave para dar el siguiente paso y estamos encantados de colaborar con HiETA en AMPERE. Este apasionante proyecto tiene el potencial de cambiar totalmente nuestro concepto de lo que puede ofrecer un motor eléctrico, y con una cantidad tan enorme de prestaciones en un paquete tan pequeño y al menor coste posible, este motor está llamado a revolucionar aún más la movilidad eléctrica, ya sea en automoción o en el sector aeroespacial". Agradecemos a Innovate UK su apoyo y estamos deseando poner en marcha muy pronto los primeros prototipos de AMPERE".
Andy Jones, Director del Programa de Innovación de HiETA, dijo: "AMPERE ofrece la oportunidad de aplicar al diseño de motores eléctricos tanto la experiencia de HiETA en gestión térmica como la fabricación de estructuras complejas de paredes finas que permite la fabricación aditiva, con el fin de alcanzar densidades de potencia ambiciosas. Normalmente reducimos cinco veces el tamaño de los componentes de gestión térmica en comparación con las técnicas convencionales, lo que permitirá integrar características de transferencia térmica de última generación en la refrigeración del rotor, el estator y la electrónica. Además, las libertades de la fabricación aditiva se utilizarán para optimizar el rendimiento estructural. Estamos integrando estas ventajas con el avanzado diseño del motor eléctrico de Equipmake desde cero y estamos deseando fabricarlo y probarlo en un futuro próximo."
