Motori elettrici a confronto: stato dell’arte, tecnologie emergenti e prospettive future

Road transport, the leading source of transport-sector emissions in Europe, calls for a decisive shift toward electric mobility, whose real sustainability, however, depends not only on the motor's operational efficiency but also on the materials employed and the underlying supply chain. This work provides a comparative analysis of the main motor technologies used in electric traction, starting from the definition of the fundamental requirements of a traction motor — torque and power density, width of the constant-power speed range, efficiency and reliability. The electromechanical performance of Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) and Induction Motors (IM) is quantitatively compared, drawing on data from the scientific literature on torque density, power density and efficiency maps. The analysis then moves to a techno-economic and sustainability perspective, showing how the performance leadership of the PMSM rests on a structural dependence on rare-earth elements, whose highly concentrated supply chain entails significant geopolitical, economic and environmental risks. Building on this, the emerging technologies proposed as alternatives are examined — WRSM, SynRM/PMaSynRM, In-Wheel architectures and axial-flux motors — assessing their strengths, limitations and actual industrial maturity. The overall comparison shows that no single technology outperforms the others on every front: the future of electric traction will require an optimal convergence between motor architecture, performance and supply-chain sustainability.

Il trasporto su strada, principale responsabile delle emissioni del settore trasporti in Europa, richiede una decisa transizione verso la mobilità elettrica, la cui reale sostenibilità dipende però non solo dall'efficienza in esercizio del motore, ma anche dai materiali impiegati e dalla filiera produttiva sottostante. Il presente lavoro analizza in chiave comparativa le principali tecnologie motoristiche per la trazione elettrica, partendo dalla definizione dei requisiti fondamentali di un motore di trazione — densità di coppia e potenza, ampiezza della regione a potenza costante, efficienza e affidabilità. Vengono confrontate quantitativamente le prestazioni elettromeccaniche dei motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) e dei motori asincroni ad induzione (IM), attraverso dati tratti dalla letteratura scientifica su densità di coppia, densità di potenza e mappe di efficienza. L'analisi prosegue sul piano tecno-economico e di sostenibilità, evidenziando come il primato prestazionale del PMSM si fondi su una dipendenza strutturale dalle terre rare, la cui filiera fortemente concentrata comporta rischi geopolitici, economici e ambientali. Su questa base vengono infine esaminate le tecnologie emergenti proposte come alternative — WRSM, SynRM/PMaSynRM, architetture In-Wheel e motori a flusso assiale — valutandone pregi, limiti e reale maturità industriale. Dal confronto complessivo emerge che nessuna tecnologia risulta superiore su tutti i fronti: il futuro della trazione elettrica richiederà una convergenza ottimale tra architettura del motore, prestazioni e sostenibilità della filiera produttiva.