Híbridos y Eléctricos

TECNOLOGÍA DEL MOTOR ELÉCTRICO

El motor eléctrico del Volkswagen ID.3 desarrollará 200 CV con el tamaño de una bolsa de deporte

Las tecnologías incluidas en la fabricación del motor eléctrico del Volkswagen ID.3 han permitido que, generando 150 kW (200 CV) de potencia, su tamaño sea tan reducido que el espacio interior disponible en el coche se corresponda con el que ofrece el segmento superior.

El motor del Volkswagen ID.3 cabe en una bolsa de deporte.
El motor del Volkswagen ID.3 cabe en una bolsa de deporte.

Volkswagen ha insistido que el nuevo ID.3 es para la marca tan importante como lo fue en su día el Beetle o el propio Golf, dos modelos insignia que son parte de la historia del automóvil. El primer modelo eléctrico de Volkswagen fabricado sobre la plataforma MEB aspira a ser también parte de esa historia por ser el inicio de una nueva etapa para el Grupo VAG y también por aportar soluciones tecnológicas que empiezan por un motor eléctrico compacto capaz de desarrollar 200 CV con el tamaño de una bolsa de deporte.

Con el inicio de la producción del Volkswagen ID.3 en la planta de Zwickau, en Alemania, y los trabajos de preproducción en la planta china de Anting, el fabricante alemán ha dado el pistoletazo de salida definitivo a su nueva etapa eléctrica. Volkswagen Group Components ha sido el encargado de desarrollar el motor eléctrico del ID.3, tanto o más potente que un motor de combustión diésel o gasolina, mucho menos complejo y también más compacto, de forma que, según Volkswagen, “cabe en una bolsa de deporte”.

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Linea de montaje del Volkswagen ID.3.

La misión principal del motor eléctrico es convertir la energía eléctrica almacenada en la batería de alto voltaje en energía mecánica de rotación aunque, en un vehículo eléctrico, tiene una doble función: impulsar el vehículo, como propulsor, y generar energía, como generador. La electrónica de potencia es la encargada de modificar las fases del motor para pasar de una función a otra. Así en las fases de frenado y deceleración la pérdida de velocidad del coche se convierte en energía cinética que vuelve a la batería, aumentando la autonomía.

Estructuralmente está formado por un estátor y un rotor que gira en su interior. Cuando se hace fluir una corriente eléctrica a través del bobinado del estator se crea un campo magnético giratorio que hace que el rotor gire en su interior. Este movimiento de rotación se basa en que los polos opuestos de un imán se atraen entre sí, mientras que los polos similares se repelen.

En la actualidad, los fabricantes de coches eléctricos utilizan diferentes tecnologías de motores eléctricos que se diferencian en cómo se genera el campo magnético del rotor a partir del generado en el estator. Los más habituales son los motores de corriente alterna síncronos que pueden ser de imanes permanentes de neodimio o de excitación externa (electroimán), pero también pueden ser motores asíncronos, también conocidos como motores de jaula de ardilla. En la búsqueda de maximizar la eficiencia del motor eléctrico radica la importancia de elegir correctamente el tipo de motor que se utiliza en cada modelo.

Electric drive type „APP 310“.

Despiece del motor eléctrico del Volkswagen ID.3.

Para el caso del ID.3, los ingenieros de Volkswagen han desarrollado el propulsor eléctrico APP 310 cuya designación se deriva “de la disposición del accionamiento y la caja de engranajes en paralelo con el eje, mientras que la secuencia numérica que sigue deriva del par máximo de 310 Nm”. Se trata de un motor síncrono de imanes permanentes (en el rotor) y sin escobillas. En estos motores la velocidad se controla de forma muy sencilla variando el voltaje. Su mayor inconveniente es que los imanes permanentes de neodimio o tierras raras son caros y escasos, lo que eleva su precio. A cambio dan lugar a un motor más compacto, fácil de controlar y rápido de enfriar, puesto que los únicos devanados están en el exterior. Estas características los hacen adecuados para vehículos eléctricos de tamaño pequeño o mediano.

Volkswagen Group Components también ha desarrollado la tecnología de devanado de horquilla, que emplea bobinas de cobre preformadas de sección plana para que, mediante un nuevo proceso de ensamblaje del estator, los espacios dentro del núcleo laminado se llenen de manera óptima. De esta forma hay mayor proporción de cobre en el bobinado, ocupando el mismo espacio, lo que aumenta la densidad de par y la eficiencia del motor, en comparación con la que se obtiene con los devanados de hilos de cobre de sección circular.

El motor del ID.3 es capaz de lograr el máximo par posible en todo el rango de velocidades de giro del rotor lo que permite que una caja de cambios de una sola velocidad, que se fabrica en la planta de componentes en Kassel, sea suficiente para transmitir todo el par a las ruedas en todo el rango de funcionamiento. De esta forma, un motor capaz de generar 150 kW (200 CV) de potencia, y 310 Nm de par, es tan compacto que podría caber en una bolsa de deporte convencional.

La unión de todas estas tecnologías, junto con la colocación de la batería debajo del piso, minimiza el espacio necesario para todo tren motriz, de forma que en un modelo como el ID.3, que tiene unas dimensiones comparables a las de un Golf, (4,26 metros de longitud, 1,8 metros de anchura y 1,55 metros de altura, con una distancia entre ejes es de 2,76 metros), se logra un espacio en el habitáculo interior similar al de un Volkswagen Passat, es decir, al de un vehículo del segmento superior.

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Procedencia de los componentes del Volskwagen ID.3.

El rotor y el estator que hoy se producen en la planta de componentes en Salzgitter en el futuro pasarán a producirse en Kassel, donde se alcanzarán las 500.000 unidades al año, para poder cubrir la demanda de suministro a todos los vehículos que utilicen la plataforma MEB destinados a Europa y América del Norte. Kassel también trabaja en estrecha colaboración con la planta china en Tianjin, donde se produce el mismo accionamiento eléctrico para el mercado chino. A partir de 2023, en conjunto, las dos plantas serán capaces de producir hasta 1,4 millones de unidades cada año, lo que convertirá a Volkswagen Group Components en uno de los mayores fabricantes mundiales de motores eléctricos.

Características Volkswagen ID.3

El Volkswagen ID.3 fue presentado el mes pasado en un evento previo a la inauguración del Salón del Automóvil de Frankfurt. Sus características principales son las tres opciones de capacidad de batería, 45 kWh y 330 kilómetros de autonomía, 58 kWh y 420 kilómetros de autonomía y 77 kWh y 550 kilómetros de autonomía, todos ellos bajo el ciclo WLTP. La capacidad de recarga, utilizando el cargador montado a bordo permitirá el uso de energía alterna monofásica hasta 7,2 kW o trifásica hasta 11kW. Incorporará también carga rápida en corriente continua, bajo el estándar CCS, de hasta 125 kW de potencia. El precio de menos de 30.000 euros para la versión de entrada. Su producción arrancará en noviembre en la planta de Zwickau con el objetivo de realizar las primeras entregas en el verano de 2020.

Las baterías del ID.3, por debajo de lo 90 € el kWh

Volkswagen ID.3.

La versión de entrada a la gama del modelo tendrá un precio de menos de 30.000 euros en Alemania, mientras que el ID.3 1st edition está por debajo de 40.000 euros (sin contar ayudas públicas). Volkswagen ofrece una garantía de ocho años o 160.000 kilómetros para las baterías del vehículo.

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