Alimentare la prossima generazione di veicoli elettrici
Nell’ambito del protocollo di Kyoto, l’UE si è impegnata a ridurre i gas a effetto serra (GES) del 20 % rispetto ai livelli del 1990 entro il 2020 e dell’80-90 % entro il 2050. Per raggiungere questo obiettivo, il settore dei trasporti mira a ridurre le emissioni del 60 % entro il 2050. La maggior parte di tale riduzione probabilmente sarà ottenuta mediante il trasporto su strada, che è oggi responsabile di 7 miliardi di tonnellate di CO2 all’anno – l’equivalente di un quinto delle emissioni di gas serra complessive dell’UE. Per tagliare le emissioni nel trasporto su strada, i veicoli elettrici continuano a distinguersi come una possibile soluzione. Infatti, si calcola che le loro emissioni durante tutto il ciclo di vita corrispondano a circa la metà di quelle dei veicoli a benzina e diesel. Purtroppo, nonostante i notevoli progressi compiuti dall’industria automobilistica per quanto riguarda i veicoli elettrici e ibridi, il pubblico non considera ancora la tecnologia dei veicoli elettrici una valida alternativa. “Anche se i veicoli elettrici sono già presenti sul mercato, la loro diffusione è solo agli inizi,” afferma il coordinatore del progetto SYRNEMO Michele De Gennaro. “Prima che questi veicoli elettrici possano sostituire le automobili che funzionano con combustibili fossili, dovranno offrire una migliore gamma e una maggiore efficienza energetica, un design leggero e un costo inferiore.” Ostacoli al miglioramento I veicoli elettrici di oggi utilizzano motori basati su metalli da terre rare per la fabbricazione dei magneti permanenti. Anche se sono un componente chiave per questi motori, questi metalli rappresentano anche la barriera principale per raggiungere i miglioramenti necessari a optare per l’adozione su larga scala dei veicoli elettrici. Infatti, l’origine della maggior parte di questi metalli è la Cina, il che non solo aumenta il costo dei veicoli elettrici, ma espone anche l’industria automobilistica a maggiori rischi. “Vi è il rischio che la geopolitica possa influenzare la fornitura di magneti permanenti provenienti da costruttori di veicoli europei cinesi,” spiega De Gennaro. “Questo potrebbe, a sua volta, paralizzare la produzione e la fornitura di veicoli elettrici in Europa.” Tuttavia, se si rimuovono i magneti dal motore, questo perde tre quarti della sua potenza. “Quindi, la nostra più grande sfida è quella di trovare modi alternativi per compensare questa perdita significativa – che è esattamente ciò che SYRNEMO vuole ottenere,” sostiene De Gennaro. La soluzione di SYRNEMO Il progetto SYRNEMO ha superato questa sfida progettando, effettuando prototipi e collaudando una macchina a riluttanza sincrona (PMaSYRM) assistita da magneti permanenti non provenienti da terre rare. “Questa macchina è specificamente progettata per evitare l’uso di materiali di terre rare nei magneti usando ferriti,” afferma De Gennaro. “A tale scopo, abbiamo spinto lo sviluppo di altri componenti del motore, ad esempio un nuovo avvolgimento a forcella per lo statore e un innovativo design modulare leggero per il rotore.” Oltre al motore, il progetto ha anche creato una trasmissione completa con elettronica di potenza integrata e un alloggiamento raffreddato ad aria. Secondo i risultati dei test, il design della trasmissione finale fornisce una coppia massima di 133 Nm a 3 600 giri/min e una potenza massima di 52,9 kW a 4 300 giri/min. Il design di SYRNEMO ha un Livello 5 di Maturità Tecnologica (cioè tecnologia convalidata nel relativo ambiente), adatto alla produzione di medio volume nell’ordine di decine di migliaia di unità all’anno, e completamente scalabile per i diversi segmenti di veicoli. Il design di SYRNEMO viene valutato in base al suo costante di valori meccanici di potenza e densità di coppia della sua macchina, due valori di riferimento rilevanti per i motori elettrici, portando a un miglioramento del +45 % e del +25 % rispetto al miglior riferimento 2016. “Questo rende SYRNEMO la macchina sincrona priva di terre rare migliore della sua classe secondo entrambi i criteri,” aggiunge De Gennaro.
Parole chiave
SYRNEMO, motore elettrico, veicolo elettrico, cambiamento climatico, gas a effetto serra, emissioni di CO2
