Diseñando un motor de transmisión eléctrica Implica integrar un motor eléctrico, una caja de cambios, un diferencial (si es necesario) y un sistema electrónico de control en una única unidad compacta. Este sistema es ampliamente utilizado en Vehículos eléctricos (EV), e-scooters, carritos de golf y máquinas industriales.. A continuación se muestra una guía estructurada para diseñar un motor de transmisión eléctrica.
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Componente |
Función |
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Motor electrico |
Proporciona potencia de rotación (se prefiere BLDC/PMSM). |
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Caja de cambios |
Ajusta la velocidad/el par (engranajes planetarios/helicoidales comunes). |
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diferencial |
Distribuye potencia a las ruedas (opcional en algunos diseños). |
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Vivienda |
Encierra y protege los componentes (aluminio/acero). |
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Unidad de control |
Gestiona la velocidad, el par y la eficiencia del motor (MCU/ECU). |
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Sistema de enfriamiento |
Evita el sobrecalentamiento (refrigeración por líquido/aire). |
A. Tipos de motores
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Tipo |
Ventajas |
Contras |
Mejor para |
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Motor BLDC |
Alta eficiencia, larga vida útil |
Necesita controlador |
La mayoría de los vehículos eléctricos y scooters eléctricos |
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Motor PMSM |
Par y eficiencia superiores |
Caro |
Vehículos eléctricos de alto rendimiento |
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Motor de inducción |
Robusto, bajo costo |
Menos eficiente |
Aplicaciones industriales |
B. Parámetros clave del motor
Potencia (kW) → Normalmente entre 0,6 kW y 200 kW (depende del tamaño del vehículo).
Voltaje (V) → 48 V–800 V (mayor voltaje = mejor eficiencia).
Velocidad (RPM) → 3000–15 000 RPM (reducido para ruedas).
Par (Nm) → 50–500 Nm (depende de la relación de transmisión).
A. Tipos de engranajes
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Tipo |
Ventajas |
Desventajas |
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Engranajes planetarios |
Compacto y alto par |
Fabricación compleja |
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Engranajes helicoidales |
Silencioso, eficiente |
Menor par que el planetario |
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Engranajes rectos |
Sencillo, barato |
Ruidoso, menos duradero |
B. Selección de relación de transmisión
Relación alta (p. ej., 10:1) → Más par, menor velocidad (bueno para vehículos pesados).
Relación baja (por ejemplo, 5:1) → Mayor velocidad, menos torque (bueno para vehículos eléctricos livianos).
C. Integración diferencial
Diferencial abierto → Estándar para la mayoría de los vehículos eléctricos.
Diferencial de deslizamiento limitado (LSD) → Mejor tracción (EV de alto rendimiento).
Sin diferencial → Utilizado en sistemas de tracción simple (e-scooters).
A. Métodos de enfriamiento
Refrigeración por aire → Sencillo, económico (para motores de baja potencia).
Refrigeración líquida → Eficiente, utilizada en vehículos eléctricos de alto rendimiento.
Disipadores de calor y ventiladores → Refrigeración pasiva/activa para controladores.
B. Material de la carcasa
Aluminio → Ligero, buena disipación de calor.
Acero → Más fuerte pero más pesado.
Materiales compuestos → Tendencia emergente (ligeros y duraderos).
A. Controlador del motor (ECU)
FOC (Control orientado al campo) → Mejor para BLDC/motores PMSM.
Modulación PWM → Ajusta la velocidad y el par de manera eficiente.
Frenado regenerativo → Recupera energía durante la desaceleración.
B. Sensores y retroalimentación
Codificador/Resolver → Seguimiento preciso de la posición del motor.
Sensores de temperatura → Evita el sobrecalentamiento.
Sensores de par → Optimiza la entrega de potencia.
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Parámetro |
Scooter eléctrico |
carrito de golf |
Vehículo eléctrico comercial |
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Tipo de motor |
Centro BLDC |
BLDC |
PMSM |
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Potencia (kW) |
1-5 kilovatios |
5-15 kilovatios |
50-200 kilovatios |
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Voltaje (V) |
48V-72V |
72 V-144 V |
400 V–800 V |
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Relación de engranajes |
5:1–8:1 |
10:1–15:1 |
8:1–12:1 |
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Enfriamiento |
aire |
Aire/líquido |
Líquido |
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diferencial |
Ninguno |
Diferencia abierta |
LSD/E-Diff |
♦ Integración de motor y caja de cambios → Garantiza una alineación precisa.
♦ Mecanizado de carcasas → Utilice CNC para tolerancias ajustadas.
♦ Sellado → IP67+ para impermeabilización (si se utiliza en exteriores).
♦ Pruebas → Validar torque, eficiencia y enfriamiento.
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Desafío |
Solución |
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sobrecalentamiento |
Refrigeración líquida + pasta térmica. |
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Ruido del engranaje |
Utilice engranajes helicoidales/planetarios. |
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Peso |
Carcasa de aluminio + materiales compuestos. |
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Pérdida de eficiencia |
Optimice el engranaje y la lubricación de los engranajes. |
Ejes E integrados (Motor + Caja de cambios + Diferencial en una unidad).
Inversores SiC/GaN → Mayor eficiencia y densidad de potencia.
Engranajes impresos en 3D → Ligeros y personalizables.
El diseño de un motor de transmisión eléctrico requiere equilibrio Selección de motor, relación de transmisión, refrigeración y electrónica de control.. un Motor BLDC/PMSM con caja de cambios planetariaEs ideal para la mayoría de las aplicaciones, mientras que la refrigeración líquida y los algoritmos de control avanzados mejoran el rendimiento.
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