Eje eléctrico: el nuevo tren motriz

Eje eléctrico: el nuevo tren motriz

◄►

El principio es tan sencillo como ingenioso: el motor eléctrico, la transmisión, la electrónica de potencia y el diferencial se combinan en un solo paquete y pueden instalarse en cualquier vehículo, desde coches pequeños hasta grandes SUV, en lugar del eje delantero o trasero. Los vehículos con tracción total están equipados simplemente con dos ejes eléctricos y el nuevo concepto de propulsión también es una solución sorprendentemente sencilla para vehículos híbridos y de pila de combustible. No es de extrañar que todos los grandes proveedores de automóviles, cuya principal competencia hasta ahora era el desarrollo de componentes para motores de combustión, estén trabajando intensamente en el desarrollo de ejes eléctricos. Se espera que la carrera sea para ZF Friedrichshafen AG, que ha anunciado que producirá en masa su módulo de accionamiento eléctrico compacto en un fabricante de automóviles europeo ya en 2018. Un año más tarde, Bosch y Continental lanzaron al mercado sus ejes eléctricos listos para la producción en serie, y Schaeffl también informó que un eje eléctrico estaba a punto de introducirse en la producción en serie.

"El eje eléctrico es el motor de arranque de los coches eléctricos".ROLF BULANDER, DIRECTOR GENERAL DE BOSCH

ESPERANZA DE MIL MILLONES DE VENTAS

"Desde el punto de vista económico, el eje eléctrico puede ser un gran éxito para Bosch, porque Bosch incorpora el principio todo en uno al accionamiento", afirma Rolf Bulander, director general de Robert Bosch GmbH y presidente de la división Mobility Solutions. Bosch espera generar miles de millones en ventas sólo con este componente. "El eje eléctrico es el motor inicial para los coches eléctricos, incluso para los fabricantes de automóviles establecidos. Esto les ahorra un costoso tiempo de desarrollo y puede llevar los vehículos eléctricos al mercado mucho más rápido", afirma Bulander. La potencia del propulsor se puede escalar entre 50 y 300 kilovatios, el par entre 1.000 y 6.000 Newton metro. Un eje eléctrico con una potencia de 150 kilovatios pesa sólo unos 90 kilogramos, lo que es mucho menos que los componentes de un propulsor eléctrico convencional. El proveedor Continental está construyendo su nuevo módulo de accionamiento eléctrico altamente integrado para ahorrar aún más peso. Con una potencia de 150 kilovatios, pesa sólo 75 kilogramos, incluyendo el motor eléctrico, la electrónica de potencia y la transmisión. Continental ofrece a los fabricantes de automóviles su propulsión por eje completamente eléctrica en clases de potencia de hasta 320 kilovatios y, dependiendo de la relación de transmisión, con un par de salida de hasta 6.400 Nm. El lanzamiento al mercado está previsto para 2019 en China.

"La industria del automóvil está en el camino hacia una movilidad sin emisiones".PETER GUTZMER, JUNTA DIRECTIVA DE TECNOLOGÍA DE Schaeffler

PRINCIPIO MODULAR

El proveedor Schaeffl presentó en la IAA su última generación de ejes eléctricos. En su forma más sencilla, la solución modular para vehículos híbridos y coches eléctricos puros ofrece una traslación de una sola velocidad en un diseño coaxial o axialmente paralelo. Gracias al diseño planetario del diferencial, la transmisión es extremadamente compacta y ofrece mucho espacio para la máquina eléctrica, que puede estar configurada como PSM (máquina síncrona de excitación permanente) o ASM (máquina asíncrona) con o sin electrónica de potencia. La configuración básica se puede ampliar con elementos funcionales adicionales, como por ejemplo un bloqueo de aparcamiento. La segunda marcha es especialmente necesaria en los vehículos híbridos enchufables, donde se requiere un funcionamiento dinámico y puramente eléctrico de hasta 120 km/h y al mismo tiempo una alta velocidad máxima. En el eje de dos velocidades desarrollado por Schaeffl, la dinámica transversal se controla mediante un pequeño motor eléctrico que incluye una caja de cambios. "Nadie puede decir actualmente con qué rapidez se establecerán en el mercado los vehículos puramente eléctricos", afirma Peter Gutzmer, director tecnológico de Schaeffl en la IAA. Sin embargo, está convencido: "Toda la industria automovilística está en el camino hacia la movilidad sin emisiones y queremos apoyar esta tendencia con tecnologías que estén listas para la producción en serie".

SISTEMAS INTEGRADOS

El proveedor ZF lleva mucho tiempo fabricando motores eléctricos, transmisiones de ejes y controles electrónicos a gran escala para fabricantes de automóviles. En 2018, la empresa inició la producción en serie de su primer eje eléctrico para un fabricante europeo. "El eficiente y compacto sistema de propulsión de ZF demuestra que la integración del sistema de transmisión, motor eléctrico y electrónica de potencia es una competencia clave que podemos ofrecer a nuestros clientes de un solo proveedor", afirma Jörg Grotendorst, director de la nueva división E-Mobility de ZF. El enfoque modular de los ejes eléctricos cubre las necesidades de diferentes clientes y modelos con diferentes clases de potencia y longitudes, desde turismos compactos hasta vehículos comerciales ligeros. En el eje ZF-E están integrados una máquina asíncrona eléctrica (ASM), una transmisión de dos velocidades de una sola velocidad, un diferencial, una carcasa y un refrigerador, así como la electrónica de potencia y el software. El motor y la caja de cambios comparten una carcasa, lo que simplifica la producción y el montaje final. El sistema entrega hasta 150 kW y un par máximo por eje de 3.500 Nm. El sistema de propulsión compacto mide 45 × 38 × 51 cm y pesa 113 kilogramos. Un sistema de refrigeración integrado regula la temperatura de funcionamiento óptima del motor eléctrico y la electrónica.

"Ofrecemos a nuestros clientes una solución de accionamiento compacto".JÖRG GRODENDORST JEFE DE LA DIVISIÓN ELECTRÓNICA ZF