Innovaciones y fusiones aceleran el viaje hacia la nueva movilidad
10 oct 2022
Hasta ahora, la industria de vehículos eléctricos sigue operando con motores radiales, que se basan en una tecnología que tiene más de medio siglo y que es heredada de los desarrollos de motores de combustión.
Su aporte es sin duda valorable. Son infinitamente más limpios, simples, pequeños y sostenibles que sus colegas a combustión. Por eso están paulatinamente están logrando reemplazarlos. Las cifras oficiales señalan que además hacen un mejor uso de la energía, con cifras de eficiencia que rondan el 90%, mientras los mejores y más recientes motores de combustión (gasolina y diesel) solo sobrepasan el 40%
Una innovación revolucionaria
Pero una empresa británica ha desarrollado una revolucionaria innovación que cambiará la historia de la movilidad eléctrica. Se trata de un motor de flujo axial y no radial (como los que usa la industria), que es cuatro veces más potente que la tecnología utilizada en todos los vehículos eléctricos actuales, que además ocupa menos espacio que un motor convencional y es 50% más liviano.
El hallazgo pertenece a la empresa británica Yasa Ltd. cuyo fundador y CTO es Tim Woolmer, doctorado en Oxford en Ingeniería eléctrica, que viene experimentando la tecnología de flujo axial en motores para autos eléctricos desde 2008. Sus resultados son tan sorprendentes que convocaron el interés de Mercedez Benz, que el año pasado (junio 2021) decidió comprar Yasa y sus 130 patentes.
“Tenía cinco semanas de mi doctorado en la Universidad de Oxford, cuando de pronto me di cuenta –recuerda Woolmer– de que había una forma mucho mejor de construir una máquina eléctrica llamada motor toroidal de flujo axial. La idea que tuve fue que al quitar el yugo del estator del motor y dividirlo en segmentos, podríamos reducir el peso del motor y, al mismo tiempo, mejorar su par, densidad de potencia, eficiencia y capacidad de fabricación, haciéndolo potencialmente transformador dentro de la entonces naciente industria de la electrificación”.
El motor YASA logra una eficiencia del 98%, lo que elimina uno de los compromisos clave que ha estado frenando la adopción generalizada de los vehículos eléctricos. La principal ventaja de un motor de flujo axial es que se obtiene más torque (fuerza necesaria para mover al auto que estaba en reposo) que en un motor radial convencional y genera más potencia.
Entre las múltiples innovaciones del nuevo motor eléctricos de flujo axial tiene un diseño ideal para su fabricación en masa con una ingeniería de aplicación mínima. La topología de YASA es ideal para la producción comercial masiva ya que es un motor más pequeño y liviano que sin duda está llamado a revolucionar la propulsión eléctrica a nivel mundial.
Otra innovación es su refrigeración directa de aceite que ayuda a los motores a lograr una mayor potencia continua. “Si un motor radial de 200kW de potencia máxima –aseguran en Yasa– funcionando de forma continua, normalmente puede proporcionar el 50% de la potencia máxima entre 80 y 100kW, como resultado de las limitaciones térmicas, un motor YASA de 200kW funciona continuamente a 150kW gracias al enfriamiento de aceite”.
Es evidente que Mercedes Benz comprendió que los consumidores exigen mayor rendimiento a los vehículos eléctricos (EV), en especial para su uso en carretera o en sus gamas premium, lo que otorga a este motor en manos de la empresa alemana, una ventaja muy significativa de mercado.
Pero desde el punto de vista ambiental, la innovación de YASA tiene un aporte decisivo: el uso económico de materiales. El motor axial al ser más pequeño y liviano, utiliza menos recursos como cobre, hierro e imanes permanentes que los motores eléctricos convencionales, lo que no solo reduce los costos en materiales sino que tiene un menor impacto ambiental, lo que lo hace más sostenible.
Como resultado del mejoramiento continuo que imprimió Tim Woolmer a su desarrollo durante 12 años, un motor Yasa utiliza unos 25 kgs de hierro menos que un motor de Tesla, reemplazándolo con un mecanismo compacto que pesa apenas unos 3 kgs.
El innovador diseño de Yasa ha comenzado a provocar que muchos de los fabricantes de vehículos eléctricos busquen lograr reducciones importantes en el tamaño y el peso de sus modelos, lo que terminará impactando en las principales marcas del sector.
El acuerdo Yasa–Mercedes
Se estima que los motores desarrollados por Yasa estén en condiciones de impulsar los primeros vehículos eléctricos Mercedes-AMG a partir de 2025 Mercedes-AMG GmbH es una división de automóviles de altas prestaciones, propiedad de Mercedes-Benz Group que ya instaló una fábrica en Berlín dedicada a la producción masiva de motores Yasa, pata sus vehículos eléctricos.
El salto a la fama de Yasa se produjo en 2015 a partir de la incorporación de su motor al Koenigsegg Regera, un exclusivo hipercoche (híbrido-eléctrico-enchufable) del que se producen en Suecia tan solo 80 unidades. Pero la tecnología Yasa tuvo su debut más glamoroso en 2020 cuando se transformó en un componente clave (motor de solo 12 kgs) del otro hipercoche deslumbrante como la Ferrari SF90 Stradale, cuyos ingenieros reconocieron que solo la tecnología Yasa cumplía con sus exigencias
Su alianza con Mercedes ha potenciado el espíritu innovador de Woolmer, que el año pasado avanzó sobre un motor Yasa AMG, programado para un EV futuro, con mucha mayor potencia, eficiencia del 98% y solo 24 kg de peso
Esa evolución se concretó en mayo pasado con la presentación del primer Mercedes con motor eléctrico provisto por Yasa. Se trata del concept car AMG Vision, que cuenta con un motor capaz de producir 490 CV de potencia con 800 Nm de torque, y con una fuerza g de velocidad de rotor tres veces mayor que la unidad instalada en la Ferrari SF90 Stradale.
El emprendedor británico celebra su acuerdo con Mercedes y destaca que los grandes OEM (Original Equipment Manufacturer) no suelen ser propensos al riesgo y la aventura emprendedora: “Se siguen unos a otros… Es raro ver arriesgarse a un gran OEM”.
“La elección era quedarnos independientes y solos, como lo estábamos haciendo –confiesa en una entrevista– lo que era un gran riesgo que implicaba una gran cantidad de capital, o irnos con Mercedes… Recordamos el principio que habíamos usado para formar la empresa: no hay autos eléctricos; hagamos algo de tecnología para hacerlos visibles y atractivos, y decidimos escuchar lo que decía Mercedes”.
Tres elementos fueron decisivos para hacer convincente la oferta, aparte del acuerdo económico: la decisión de Mercedes de pasar a ser totalmente eléctricos a partir de 2030; el reconocido poderío industrial de la empresa alemana para fabricar los motores de Yasa por millones; y sobre todo, el acuerdo para proteger el carácter de centro de I+D de rápido movimiento. “Una especie de lancha rápida para su superpetrolero”, como lo define Woolmer.
Viaje al futuro
El impresionante progreso técnico de Yasa ya queda de manifiesto en sus más de 130 patentes y su cuarta generación de motores. Tanto su fundador como el jefe de Mercedes, Ola Källenius, consideran que se asoman al futuro en las dos próximas generaciones de Yasa, donde su tecnología aportará una ventaja estratégica para Mercedes.
Hasta aquí los beneficios del motor axial se reflejan en reducción de peso, tamaño, costos y aumento de la eficiencia, pero los aportes decisivos se verán cuando la expansión eléctrica de los autos futuros permita el desarrollo máximo de sus ventajas.
En la actualidad, los modelos eléctricos Mercedes AMG y los estándar avanzan en la utilización de las innovaciones Yasa, en especial en materia de una nueva unidad de transmisión y una caja de cambios epicicloidal para un nuevo AMG.
Pero el futuro asoma en la sexta generación de Yasa que apunta con una “promesa realista” a motores en las ruedas, una tecnología cuyos detalles siguen siendo súper secretos, aunque lo logrado hasta aquí permite la esperanza de crear motores tan livianos, compactos y potentes que permitan ser transportados dentro de la rueda de un automóvil, cuyos cuatro motores no ocupen lugar en la carrocería.
Mientras tanto –empujados por los requerimientos de los usuarios para cambiarse a vehículos eléctricos– la tendencia del sector estará en mejorar la eficiencia de los vehículos eléctricos (una de las ventajas que ofrece el motor eléctrico axial exclusivos de Yasa), aumentar la autonomía a rangos entre 350 y 600 kms, y superar los actuales problemas del peso de las baterías. Ante esta dificultad, el motor axial con su reducción de kilaje del motor también brinda ventajas, a la par que se esperan de avances tecnológicos hacia baterías más pequeñas y mejor infraestructura de carga.
Yasa seguirá desarrollando creatividad e innovación en su centro de I+D en Oxford, mientras la planta fabril de Mercedes en Berlín producirá los motores de flujo axial para sus autos a partir de 2025, con el objetivo de que todos sus modelos adopten esa tecnología para el 2030.
Sin duda, el trabajo del ex estudiante de Oxford cambiará la movilidad eléctrica de la industria automotriz. Las dimensiones de su motor permiten pensar que pronto veremos rodar un auto con un motor eléctrico en cada rueda. Como escribe Mike Butcher en Tech Crunch “”El revolucionario motor eléctrico de YASA está preparado para grandes cosas. Woolmer es sin duda alguien a tener en cuenta en el espacio de los vehículos y los motores eléctricos”.