Proyecto para el diseño avanzado de máquinas eléctricas de alto rendimiento y bajo coste para la automoción

Proyecto para el diseño avanzado de máquinas eléctricas de alto rendimiento y bajo coste para la automoción

La solución que se plantea tiene como objetivo principal la reducción y circularidad de materiales críticos como los que se utilizan en los imanes permanentes, así como obtener mejoras en el rendimiento, su capacidad de par motriz y su compacidad

El proyecto MAXIMA, en el que participan el Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamientos (CITCEA) y el Centro Tecnológico de Transferencia de Calor (CTTC) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), está financiado por el programa Horizon Europe y tiene como objetivo diseñar y desarrollar un motor eléctrico síncrono de imanes permanentes de flujo axial de bajo coste para el sector del automóvil. Como su nombre indica, en este tipo de motor, el flujo se dirige en dirección al eje del motor, a diferencia de la solución más tradicional, en donde el flujo se dirige de forma radial, o perpendicular al eje del motor . Por lo general, este hecho permite conseguir unas mayores prestaciones en cuanto a par y potencia y una reducción del tamaño del motor.

La solución que se plantea tiene como objetivo principal la reducción y circularidad de materiales críticos como los que se utilizan en los imanes permanentes, así como obtener mejoras en el rendimiento, su capacidad de par motriz y su compacidad. Se propone un nuevo enfoque para diseñar y desarrollar máquinas eléctricas de alto rendimiento y bajo coste para el mercado de automoción, teniendo en cuenta toda la cadena de valor, desde los proveedores de materias primas hasta los fabricantes de coches.

Para alcanzar el objetivo del proyecto, que comenzó en febrero de 2023 y durará cuatro años, se desarrollará un procedimiento avanzado de diseño multifísico que combina nuevos conceptos para la gestión térmica y la optimización de las estrategias de control para realizar funcionar el motor eléctrico a su máximo potencial. Para reducir costes, el proyecto optimizará el flujo del proceso de fabricación de la máquina eléctrica mediante un diseño modular para la producción en serie.

También se abordará el fin de vida de la máquina eléctrica considerando opciones de reciclaje para el imán permanente. Otro de los principales objetivos es llevar a cabo un análisis del ciclo de vida (Life Cycle Assessment) para evaluar el impacto de la solución aportada. El proyecto concluirá con la fabricación de prototipos para pruebas, evaluación y validación de los nuevos conceptos abordados, incluyendo el diseño modular de la máquina eléctrica, el óptimo control y el proceso de fabricación y reciclaje.

En este proyecto, ambos centros de la UPC trabajan complementariamente. El CITCEA se encarga del desarrollo de los algoritmos de control y el gemelo digital del motor y el CTTC trabaja en la mejora de los aspectos de disipación térmica del motor. La UPC lidera el paquete de trabajo 4 en el que se diseña un gemelo digital para un control óptimo del motor. Este gemelo digital debe ejecutarse en tiempo real para permitir obtener unas mejores prestaciones y una mejor gestión térmica del motor, reduciendo el consumo energético. Además, el CITCEA aporta al proyecto el convertidor de tracción que debe servir para poder ensayar el motor hasta las especificaciones demandadas.

En el proyecto MAXIMA participa un consorcio formado por 11 socios entre universidades, empresas y centros tecnológicos, de seis países distintos: Francia, España, Bélgica, Rumanía, Suecia y Alemania.

El pasado septiembre, después de seis meses del inicio del proyecto, los socios de MAXIMA se reunieron en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB) para realizar el seguimiento del proyecto. El encuentro sirvió para asentar las futuras líneas de trabajo. El próximo encuentro plenario será en febrero de 2024 en Rumanía, en la Technical University of Cluj-Napoca (UTCN).

 

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