A turbulência global vivida nos últimos anos está elevando os preços de quase tudo. Um material essencial para motores de carros elétricos são as terras raras com os quais são criados ímãs permanentes de seus rotores. Esta tecnologia sempre tem sido o favorito pelos fabricantes, apesar de terem outras alternativas tecnológicas que não o exigem. Em 2022, apesar do aumento significativo dos preços destes materiais e do facto de o mercado de veículos elétricos ter duplicado, esta tecnologia ainda é o favorito. Vejamos porquê.
O preço de neodímio permaneceu constante entre 2013 e 2020. No entanto, em 2022 experimentou um aumento muito pronunciado até atingir seu nível mais alto em fevereiro, tornando-se 3,8 vezes superior à média dos anos anteriores. Embora o preço tenha se estabilizado um pouco nas últimas semanas, em outubro de 2022 ainda era 2,4 vezes maior do que entre 2013 e 2020.
Em seu relatório ” Motores elétricos para veículos elétricos 2022-2032 “(Motores elétricos para veículos elétricos 2022-2032), a consultoria IDTechEx realizou uma extensa pesquisa no mercado de motores elétricos para veículos, que incluiu uma análise e uma avaliação comparativa que lhe permitiu estabelecer uma previsão sobre a demanda das diferentes tecnologias de motores elétricos.
Opções tecnológicas para motores elétricos
As três tecnologias Os principais motores usados pelos fabricantes para alimentar seus veículos elétricos são ímãs permanentes, motores de indução e motores de rotor bobinado. Os três tipos têm em comum o fato de usarem um estator estacionário com enrolamentos de cobre. As diferenças são estabelecidas nos materiais e na construção do rotor.
O motores de ímã permanente como o nome sugere, usam ímãs no rotor que geralmente são feitos de terras raras, o neodímio aquele que entra em maiores proporções, embora nos últimos anos tenha havido progresso em ímãs à base de ferrite.
O motores de indução eles usam uma gaiola ou enrolamentos de cobre no rotor e usam um princípio operacional assíncrono. finalmente, o motores de rotor bobinado eles também possuem enrolamentos de cobre no rotor, mas neles a criação do campo magnético nele é feita por uma fonte externa de excitação elétrica.
Existem outras tecnologias como motores de relutância comutada, fluxo axial ou roda , em que se avançou para adaptá-los à sua aplicação em veículos de passageiros. No entanto, até o momento, o mercado foi dominado pelas outras três opções.
Motores no mercado de veículos elétricos
Motores de imã permanente são de longe o mais usado no mercado de veículos elétricos. A razão fundamental é que, das tecnologias descritas, são as que funcionam em mais eficiente, oferecendo maior densidade de potência e torque. Em 2021, os motores de ímã permanente representaram 84% do mercado de carros elétricos. A pesar de que Tesla usou motores de indução no Model S e no Model X esta tecnologia foi relegada ao seu uso como um motor de acionamento secundário, pois sua vantagem reside nas perdas mínimas de arrasto que acarreta quando não está em uso.
O motores de rotor bobinado Eles são a melhor alternativa quando é necessário um motor principal livre de ímã permanente. É uma opção atualmente utilizada pelos fabricantes tão importante quanto Renault e para o qual você também escolheu BMW para seus powertrains de quinta geração.
Com o aumento dos custos dos materiais, especialmente os materiais de terras raras, cresceu o interesse em eliminar seu uso em motores elétricos. Um exemplo é o caso de Mercedes que optou por motores de indução para o EQC juntando Renault e BMW. Fornecedores de motores tão importantes quanto MAHLE e empresas menores como Máquinas Elétricas Avançadas eles também estão focando em alternativas que não requerem esses ímãs. Mas, apesar desse interesse, a participação de mercado dos motores de ímã permanente no primeiro semestre de 2022 aumentou para 86%, de 84% em 2021.
Há uma razão para continuar usando terras raras
O indústria tem suas razões por que os motores de ímã permanente permaneceram a escolha dominante entre as tecnologias de propulsão elétrica em 2022 até agora. O primeiro é o mercado de carros elétricos da China, o maior do mundo. O país asiático também é responsável por fornecimento de terras mais raras. Portanto, o custo do neodímio não é tão preocupante quanto em outras regiões.
A outra razão potencial é prazos de desenvolvimento de carros ; as plataformas de veículos vendidas até 2022 terão sido desenvolvidas ao longo de vários anos, com contratos existentes para fornecimento de motores. Haverá um atraso entre o aumento da implementação de motores sem ímã e sua implantação real em veículos. As tecnologias de motores alternativos também exigirão experiência e desenvolvimento e, por enquanto, os fabricantes estão confortáveis com a tecnologia que já conhecem.
O futuro do mercado de veículos elétricos
Apesar do aumento dos custos das terras raras e demais materiais envolvidos na cadeia produtiva de um veículo de energia, A IDTechEx prevê que a maior parte do mercado de veículos elétricos permanecerá com motores de ímã permanente no curto e médio prazo.. E o fará especialmente na China, que representa a maioria das vendas de veículos elétricos.
A Europa torna-se assim uma região-chave onde se poderia esperar uma maior adoção de tecnologias sem ímãs, como já demonstrado pela Renault, BMW e Mercedes. Depois de alguns anos, com o advento das plataformas veiculares de última geração, é muito provável que Outros fabricantes aderem ao uso de alternativas sem imãs.
O relatório IDTechEx investiga o desenvolvimento dos mercados de carros, ônibus, caminhões, vans e veículos de duas rodas na China, Europa e Estados Unidos e inclui previsões de demanda de motores para os próximos dez anos. Ele também investiga os tipos de motores elétricos usados em veículos elétricos, bem como alternativas emergentes, como motores de fluxo axial e motores nas rodas. Ele prevê os materiais usados em motores: de terras raras a cobre e alumínio usados em enrolamentos de motores, com previsões de demanda de materiais até 2032.