roberto balduino
SAN JOSÉ, CALIF.—Los vehículos eléctricos tienen que ver con pequeñas ganancias en eficiencia que conducen a una mayor autonomía. Reduzca la resistencia, modifique la curva de aceleración y aumente el frenado regenerativo, y obtendrá algunas millas más. La empresa de tecnología automotriz Tula ha ideado otra solución para mejorar la eficiencia.
Llamado Dynamic Motor Drive (DMD), el sistema pulsa el motor eléctrico para operar dentro de un «punto óptimo» de eficiencia. DMD agrega eficiencia y elimina uno de los materiales más controvertidos que se encuentran en los motores EV: los metales de tierras raras. El resultado es una ganancia de eficiencia de alrededor del 3 por ciento. Eso no es un gran impulso, pero si su vehículo tiene un alcance de 300 millas, por ejemplo, obtiene nueve millas adicionales de camino que puede cubrir. Pero el sistema también se configura para funcionar en un mundo con menos imanes de tierras raras.
Esos imanes de tierras raras les cuestan bastante dinero a los fabricantes de automóviles, y no están alineados con el posicionamiento ecológico de los vehículos eléctricos. Actualmente, el 90 por ciento de los materiales de la industria de vehículos eléctricos para estos imanes (principalmente neodimio) provienen de China. Desde fines de 2021, el precio de esos materiales ha aumentado alrededor de un 90 por ciento. Hay planes para aumentar la minería de tierras raras en los EE. UU., pero considerando las precauciones ambientales que deben tomarse, aún no será barato.
La minería y la refinación del neodimio tienen un alto costo para el medio ambiente. Se supone que los vehículos eléctricos son la respuesta más ecológica a los vehículos que funcionan con gasolina, por lo que no es una buena idea cuando extraer los imanes que se encuentran en un vehículo eléctrico puede ser responsable de la introducción de sustancias químicas tóxicas en las vías fluviales.
El problema es que la mayoría de los vehículos eléctricos en la carretera todavía utilizan estos motores interiores de imanes permanentes (IPM). Actualmente, BMW y Nissan tienen vehículos en producción que utilizan motores síncronos excitados eléctricamente (EESM) en sus vehículos. Es probable que otros hagan el cambio en algún momento en el futuro. Durante una presentación, el vicepresidente senior de DMD e ingeniería de Tula, John Fuerst, señaló que los OEM están trabajando en gran medida hacia EESM para sus vehículos.
Tula
Sin embargo, incluso con sus motores sin imanes, ni BMW ni Nissan han creado un vehículo con capacidad DMD. Tula señala que deben realizarse algunos cambios menores de hardware, pero la mayor parte del secreto de DMD está en el software que controla el motor.
El mayor problema es descubrir cómo forzar al motor a pulsar dentro del punto óptimo de eficiencia del vehículo. Cada vehículo tiene un punto en el que la velocidad y el par del motor se alinean de manera que se obtenga el mejor uso de la energía. Como ejemplo, Tula compartió un gráfico que muestra un punto en el que un vehículo crea alrededor de 75 libras-pie de torque a 3000 rpm. Si el vehículo viaja a una velocidad que usa menos torque, digamos 25 lb-ft, el sistema DMD impulsará el motor 20 veces por segundo mientras lo hace producir 75 lb-ft de torque.
En lugar de una entrega continua de energía, es una entrega de energía pulsada. Para asegurarse de que eso no cree una experiencia de conducción similar a rodar en un vehículo que experimenta una serie de pequeños terremotos, Tula ha estado ajustando el sistema para reducir esa sensación.