Motores de flujo axial, un gran paso en la evolución del coche eléctrico

Motores de flujo axial, un gran paso en la evolución del coche eléctrico

Los esfuerzos de los fabricantes por mejorar los coches eléctricos suelen centrarse en las baterías y en mejorar su densidad energética y sus tiempos de carga; sin embargo, los motores eléctricos juegan también un importante rol, y los motores de flujo axial parecen estar llamados a cobrar una importancia especial en el futuro, ya que que su uso podría tener repercusiones positivas en el diseño tanto del coche en general, como de las baterías en particular.

 

Los motores de flujo radial y axial se diferencian por el sentido de desplazamiento del flujo electromagnético. En las máquinas de flujo axial, éste se desplaza paralelo al eje de rotación del motor, mientras que en los motores de flujo radial, el flujo se desplaza perpendicular al eje de rotación.

Simplificando la explicación, el motor axial es como un motor radial pero invertido; de manera que en el motor radial, es el rotor que hay dentro de las bobinas el que gira, mientras que en el axial, son los dos discos exteriores que giran alrededor del disco central fijo o stator con el bobinaje. La gran diferencia entre ellos es el menor tamaño y peso del motor de flujo axial para una potencia dada.

Según ha explicado Tim Woolmer, fundador y director técnico de YASA, el principal fabricante de motores de flujo axial que desde hace poco es propiedad de Mercedes-Benz, el ahorro de peso y tamaño tiene un efecto cascada en la eficiencia de los coches eléctricos.

Los coches eléctricos tienen como principal inconveniente el sobrepeso, de modo que pueden llegar a ser hasta peligrosos, motivo por el que en Europa ya se plantea un impuesto sobre el peso.

El caso es que aunque los motores eléctricos no son el elemento más pesado de un coche eléctrico, condición que le corresponde a la batería, un pack de 80 kWh puede llegar a pesar cerca de 500 kg, por lo que si se reduce el peso del motor, se podría reducir también el peso del resto de componentes, desde la batería hasta el chasis o el sistema de refrigeración.

Un motor de flujo axial de 400 Nm tiene aproximadamente el mismo diámetro y ocupa una sexta parte de lo ocupa el motor de flujo radial; es decir, tiene una densidad de par motor seis veces superior a la del radial, lo que significa que un motor de flujo axial de similar tamaño entregaría seis veces más par motor.

Todo esto permite reducir el peso y el precio, de manera que si el motor pesa menos, se usan menos materiales para su fabricación, se gasta menos energía en su producción, y se reduce así la huella carbono del proceso, todo serían ventajas.

En este sentido, YASA asegura que sus motores son entre un 5 % y un 10 % más eficientes que un equivalente de flujo radial, de forma que, para conservar la misma autonomía que en un modelo equivalente, se podría reducir el tamaño de la batería en la misma proporción, y al mismo tiempo, se podría reducir el peso de otros sistemas, como el de refrigeración o los frenos, que ya no tienen que ser tan grandes, porque el motor, la batería y el chasis son más ligeros.

De esta manera, YASA calcula que se podrían ahorrar hasta 200 kg en un coche eléctrico, lo que se traduciría en un menor consumo y una mayor autonomía.

Por otra parte, la refrigeración de un motor de flujo axial es esencial y ha sido un impedimento hasta ahora, ya que las bobinas en su interior tienden a calentarse, ofreciendo así más resistencia al giro, lo que acaba reduciendo la potencia. Esta dificultad se ha podido solucionar gracias a una refrigeración líquida, por aceite.

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