Direct eDrive: Accionamiento universal para series pequeñas
Jens Broedersdorff y Uwe Koenzen buscaban un motor eléctrico potente pero compacto para un proyecto de coche deportivo. Como los propulsores disponibles eran demasiado caros, desarrollaron una máquina eléctrica que les resultó curiosamente aplicable.
Todo empezó con un coche deportivo. Unos inversores quieren financiar un proyecto de coche deportivo autónomo, con propulsión eléctrica, por supuesto. Recurren a sus amigos Jens Broedersdorff y Uwe Koenzen. Bajo el nombre de "Classic eCars", ambos no sólo desarrollan y diseñan propulsores eléctricos retrofit para coches de época, desde el Escarabajo hasta el Jaguar E-Type, sino que también asesoran a empresas en la transición a la e-movilidad - entre otras cosas, han contribuido al parque de recarga y a la logística de las furgonetas de reparto eléctricas de la panadería Ihr Bäcker Schüren, muy conocida en el mundo de la eMovilidad.
Broedersdorff y Koenzen buscan un motor adecuado. Pero tras algunas conversaciones con "los sospechosos habituales", se dan cuenta de que los motores disponibles con los datos de rendimiento adecuados son escasos. "Preguntamos a conocidos fabricantes de motores eléctricos, pero debido a los requisitos especiales, las ofertas eran todas costosas y sólo estaban disponibles en cantidades mínimas", dice Broedersdorff. "Por lo tanto, decidimos desarrollar nosotros mismos un motor eléctrico para esta aplicación junto con Engiro.
Fundación y desarrollo
Engiro se fundó en Aquisgrán en 2010 y, según la página web de la empresa, está especializada en el desarrollo y la producción de "máquinas eléctricas de alto rendimiento, reductores eléctricos y sistemas de accionamiento". La empresa está estrechamente vinculada a la RWTH a través de su dirección y su consejo asesor científico.
Rápidamente quedó claro que el motor debía ser lo más eficiente posible. A diferencia de un SUV grande, un deportivo tiene menos espacio para las baterías y, si se quiere conseguir tanto un rendimiento de conducción deportivo como una autonomía adecuada, el motor debe utilizar la potencia disponible con moderación. Esta es una de las razones por las que los socios del proyecto no utilizaron en el diseño una relación de transmisión habitual. En su lugar, la potencia se transmite directamente al eje de transmisión a través de un eje hueco especialmente desarrollado, de ahí el nombre del proyecto "Direct eDrive".
"Las simulaciones no sólo demostraron que nuestro concepto funciona, sino que las especificaciones pueden incluso superarse en muchos aspectos", afirma Broedersdorff. "No existe ninguna solución comparable en el mercado", añade Koenzen. "Todas ellas son soluciones con transmisión y concepto de alta velocidad.
Doble aplicación
Otra característica especial del diseño: También puede utilizarse como motor doble. Esto da lugar a numerosas opciones para el uso de motores síncronos de excitación permanente. Con un motor por eje, sigue siendo necesario un diferencial mecánico. Sin embargo, si se montan dos motores "espalda con espalda" en un eje, también se elimina el diferencial mecánico: las diferencias entre los dos lados del vehículo se compensan entonces mediante software. O si se montan dos motores en el eje cardán en un vehículo comercial 4×4, prácticamente sustituyen al diferencial central. En la galería hemos resumido algunas de las aplicaciones simuladas, desde el híbrido de camión con un motor hasta el turismo de altas prestaciones con dos motores gemelos.
Con diferentes disposiciones del motor, también se pueden cubrir diferentes rangos de potencia. Un motor eléctrico suministra 100 kW de potencia continua y 259 kW de pico en diez segundos, por lo que son posibles 518 kW por eje y hasta 1.036 kW en el vehículo. En la configuración con dos motores gemelos, también es posible una distribución dirigida del par por rueda, ya que su motor impulsa cada rueda. Esta vectorización del par motor permite una mejor tracción, ya sea en un deportivo o en un todoterreno sobre superficies resbaladizas.
"Aunque los motores se desarrollaron para un coche deportivo, se pueden utilizar gracias a la gama de revoluciones y al diseño bimotor de forma muy flexible, ya que los tamaños de las ruedas de los turismos, por ejemplo, apenas difieren y los ejes cardán se pueden accionar en aplicaciones para camiones", afirma Koenzen. Por tanto, también es concebible una berlina o un todoterreno. En los vehículos comerciales, las ruedas son mucho más grandes, pero a diferencia de los deportivos, la velocidad máxima es irrelevante. Según los dos desarrolladores, incluso debería ser posible utilizarlas en barcos.
Eficiencia
A pesar de los datos de rendimiento y de la variabilidad, la eficacia debería ser superior al 96%. "Tenemos una eficiencia muy alta no sólo por la transmisión que falta. Engiro trabajó en el diseño eléctrico durante mucho tiempo y simuló más de 100 diseños", dice Broedersdorff. "El resultado es que no sólo tenemos un alto valor máximo en un rango pequeño, sino que el motor también funciona de forma muy eficiente en un amplio rango de revoluciones".
La eficiencia no sólo se simula, sino que se mide. "Estos motores no existen sólo como renders, son prototipos totalmente funcionales y han sido puestos a prueba", afirma Koenzen. Los dos desarrolladores quedaron tan satisfechos con los valores que ahora buscan más socios para producir una pequeña serie. La unidad no es apta para la producción en serie, y los datos de rendimiento hacen que el uso de materiales como el neodimio y el cobre sea elevado.
Reequipamiento
No sólo son posibles los deportivos mencionados, sino también soluciones de reequipamiento para camiones o vehículos especiales de Unimog o Bremach. Según Broedersdorff, también se pueden equipar con las máquinas vehículos especiales en minas o explotaciones mineras, así como barcos. En función de las necesidades, las máquinas pueden suministrarse con o sin electrónica de potencia. Si se solicita, los desarrolladores también pueden ayudar con la implementación del accionamiento.
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