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O motor elétrico de ímanes permanentes com maior densidade de potência do mundo está a ser desenvolvido no Reino Unido. A empresa especializada em eletrificação, Equipmake, associou-se à organização líder em fabrico de aditivos HiETA para desenvolver o motor da próxima geração como parte de um projeto revolucionário, financiado pela Innovate UK.
- A Equipmake, empresa especializada em eletrificação, e a HiETA, empresa líder no fabrico de aditivos, estão a colaborar num novo e inovador motor elétrico
- Com o nome de código AMPERE, utilizará o fabrico aditivo para o tornar mais leve, mais pequeno e mais eficiente do ponto de vista térmico do que os motores de ímanes permanentes convencionais
- Com uma potência máxima de 220 kW a 30 000 rpm e um peso inferior a 10 kg, o AMPERE pretende ser o motor elétrico com maior densidade de potência do mundo, com 20 kW por kg
- A sua utilização pioneira do fabrico aditivo - essencialmente a impressão 3D de metais - também lhe permitirá utilizar a menor quantidade possível de ligas de alta resistência e de material magnético, mantendo o custo o mais baixo possível
- O AMPERE tem aplicações em muitos sectores, desde o automóvel ao aeroespacial e marítimo
Com o nome de código AMPERE, o novo motor basear-se-á na experiência líder mundial da Equipmake na conceção de motores eléctricos e no conhecimento pioneiro da HiETA em engenharia térmica e fabrico de aditivos, com o objetivo de produzir um motor elétrico extremamente leve, eficiente e de baixo custo com uma densidade de potência de pico superior a 20 kW por kg - mais de quatro vezes mais potência do que um motor elétrico convencional.
A chave para o desempenho do AMPERE é a combinação de uma conceção avançada do motor com o fabrico de aditivos, permitindo que a sua estrutura metálica seja impressa em 3D, em vez de ser fresada a partir de um tarugo sólido.
Isto traz muitas vantagens. Em primeiro lugar, o metal só é colocado onde é necessário. Em segundo lugar, as paredes finas termicamente eficientes e os detalhes de superfície finos optimizados podem ser combinados diretamente com a estrutura do motor, substituindo os conjuntos de várias peças por uma arquitetura única e complexa que tem uma capacidade de arrefecimento excecional, é leve, tem baixa inércia e permite uma velocidade de rotação muito maior.
Esta abordagem não só significa que o AMPERE utilizará a menor quantidade de ligas de alta resistência na sua construção, mas também a menor quantidade de materiais activos dispendiosos - os ímanes - mantendo o custo o mais baixo possível.
A Equipmake e a HiETA têm como objetivo uma potência de pico de 220 kW a 30.000 rpm e um peso inferior a 10 kg para o AMPERE. Em comparação, mesmo os melhores motores de ímanes permanentes standard atualmente em uso teriam dificuldade em reunir 5 kW por kg. O inovador APM 125 da Equipmake, um dos motores eléctricos para automóveis com maior densidade de potência do mundo, que utiliza a arquitetura de raios da empresa para maximizar a capacidade de arrefecimento, oferece uma potência de pico de 125 kW a 12 000 rpm e um peso de apenas 14 kg, o que lhe confere uma densidade de potência de pouco menos de 9 kW por kg.
Os primeiros protótipos AMPERE deverão estar prontos a funcionar dentro de 12 meses.
No final do ano passado, a Equipmake abriu a sua nova fábrica em Snetterton, Norfolk, onde a empresa fornece a solução completa para veículos eléctricos, oferecendo a capacidade de conceber, testar e fabricar tudo, desde motores a plataformas totalmente electrificadas, apoiando os sectores automóvel e aeroespacial. No local, a empresa concebe e fabrica o seu chassis de autocarro elétrico totalmente integrado para uma base de clientes cada vez mais internacional. A sua inovadora gama de motores APM é utilizada pelo seu chassis EBus e irá também equipar o próximo Ariel HIPERCAR.
Ian Foley, Diretor-Geral da Equipmake, afirmou: "A Equipmake deu grandes saltos no desempenho dos motores eléctricos nos últimos anos, com a nossa gama APM de motores avançados a oferecer densidades de potência líderes na sua classe graças aos seus designs compactos e leves. O fabrico aditivo é a chave para desbloquear a próxima mudança de patamar e estamos muito satisfeitos com a parceria com a HiETA no AMPERE. Este projeto empolgante tem o potencial de mudar totalmente o nosso conceito do que um motor elétrico pode oferecer - e com uma quantidade tão grande de desempenho numa embalagem tão pequena e a um custo tão baixo quanto possível, este motor está preparado para revolucionar ainda mais a mobilidade eléctrica, quer seja no sector automóvel ou aeroespacial. Estamos gratos à Innovate UK pelo seu apoio e estamos ansiosos por colocar os primeiros protótipos do AMPERE em funcionamento muito em breve".
Andy Jones, Diretor do Programa de Inovação da HiETA, afirmou: "O AMPERE oferece a oportunidade de aplicar tanto os conhecimentos especializados da HiETA em matéria de gestão térmica como o fabrico de estruturas complexas e de paredes finas, possibilitado pelo fabrico aditivo, ao projeto de motores eléctricos, a fim de obter densidades de potência ambiciosas. Normalmente, reduzimos o tamanho dos componentes de gestão térmica em cinco vezes, em comparação com as técnicas convencionais, o que permitirá integrar caraterísticas de transferência de calor da próxima geração no arrefecimento do rotor, do estator e dos componentes electrónicos. Além disso, as liberdades do fabrico de aditivos serão utilizadas para otimizar o desempenho estrutural. Estamos a integrar estes benefícios com o design avançado do motor elétrico da Equipmake desde o início e estamos ansiosos por fabricar e testar num futuro próximo."
