Doce hilos de cobre plano, de cinco metros cada uno, doblados de una sola vez en 24 puntos. Así nace el bobinado del motor eléctrico que NIO, la marca china de coches eléctricos premium, monta en sus modelos más grandes, y que además interviene cuando se carga la batería.
Es el corazón del proyecto que, como adelantamos hace unos días, se llevó un primer premio de la Sociedad de Ingenieros de Automoción de China. Entonces se conocieron sus cifras de rendimiento, y ahora llegan los detalles de ingeniería, que es donde está lo realmente difícil: fabricar en serie un motor de alto voltaje sin que el cobre ni su aislamiento sufran por el camino.
Un bobinado continuo que costó afinar
En un bobinado convencional de horquillas, el estátor se forma con muchas piezas de cobre que después se unen por sus extremos. NIO usa otra solución, el bobinado de onda continua, en el que hilos rectangulares de cobre recorren el estátor sin cortes. Así se reducen las uniones eléctricas intermedias, aunque a cambio cada hilo tiene que quedar colocado con mucha precisión y sin dañar su aislamiento.
Esta técnica se usaba sobre todo en motores pequeños, con hilos cortos, y los de NIO son largos, gruesos y rígidos. El primer intento fue doblarlos girándolos 180 grados una y otra vez, pero el cobre se estiraba y el aislamiento corría peligro, así que los ingenieros pasaron a un conformado plano que evita tantos giros. El resultado es un aislamiento de 0,14 milímetros de grosor y unas tolerancias de montaje por debajo de 0,02 milímetros, apenas una fracción del grosor de un pelo. La producción en serie arrancó a finales de 2024.
Calor, frío y 5.500 metros de altitud
Trabajar a 925 voltios exige mucho más al aislamiento, sobre todo con una electrónica de potencia de carburo de silicio (SiC) que conmuta a gran velocidad. Por eso, según la información oficial del proyecto, NIO ha tenido que desarrollar desde cero un nuevo material aislante junto a una multinacional química que no ha nombrado.
Las pruebas de resistencia tampoco se quedaron cortas: el motor funcionó 1.300 horas seguidas a alta temperatura sin un solo fallo y acumuló más de 500 horas en condiciones que simulan una altitud de 5.500 metros, con hasta 15.000 conmutaciones por segundo y subidas bruscas de revoluciones. La altitud tiene su explicación, ya que con menos presión el aire aísla peor y el bobinado queda más expuesto. A eso se suman vibraciones aleatorias de hasta 5,5 g en los tres ejes y más de dos meses de funcionamiento entre 40 grados bajo cero y 85 grados.
El motor que echa una mano en la carga
La novedad más práctica está en la recarga. Para cargar en postes de menor voltaje, NIO no monta un convertidor exclusivo, sino que aprovecha el propio sistema de propulsión. Los bobinados del motor hacen de inductancia y los semiconductores del inversor controlan el proceso, de modo que la tensión que llega del poste se eleva hasta la que necesita la batería.
Así, la potencia máxima de carga alcanza los 202,78 kW, aunque la cifra real dependerá del poste y del estado del coche. Conviene aclarar que el motor no hace de cargador, solo adapta la tensión. La idea tampoco es nueva, ya que Hyundai y KIA (plataforma E-GMP) usan el motor trasero y el inversor para elevar 400 voltios a 800 en modelos como el KIA EV6, pero NIO la lleva a una arquitectura de 925 voltios.
Del ET9 al Onvo L90
Este sistema de propulsión equipa a los NIO ET9, ES8 y ES9, y también a los Onvo L90 y Onvo L80 de ONVO, la marca familiar del grupo. NIO empezó a desarrollar sus propios motores en 2015 y ya va por la cuarta generación, con 146 patentes concedidas. El motor alcanza 25,9 CV por cada kilo de peso (19 kW/Kg) y el controlador, 308,5 CV por litro de volumen, aunque son cifras de cada componente por separado y no de la unidad de propulsión completa. El ritmo de fabricación también acompaña, ya que el pasado mes de marzo NIO celebró en Hefei su motor eléctrico número dos millones, precisamente el trasero de un NIO ES8 con esta tecnología.