El primer deportivo totalmente eléctrico de Porsche, el Taycan, presenta numerosas innovaciones, como su motor Hair-pin, una tecnología preparada para liderar la próxima generación de sistemas de propulsión eléctrica. En el Salón del Automóvil de Fráncfort, Great Wall Motors y Schaeffler, entre otros, exhibieron las proezas de sus motores Hair-pin. Pero, ¿por qué se considera que esta tecnología es la “clave” para inaugurar una nueva era de la propulsión eléctrica?
¿Qué es un motor de horquilla?
El motor Hair-pin se distingue de los tradicionales “motores de alambre redondo” por la forma de los devanados del estator. Mientras que los motores tradicionales utilizan hilos redondos, los motores Hair-pin emplean hilos planos y rectangulares.
¿Por qué el motor de horquilla es una tendencia de futuro?
1. Menor tamaño y mayor potencia
La evolución de los sistemas de propulsión de vehículos de nueva energía tiende hacia la miniaturización, la integración y la alta densidad de potencia. Los motores de horquilla destacan en estos ámbitos por su compacidad, la eficiencia de sus materiales y su mayor potencia.
2. El rendimiento medio del motor puede mejorarse en 1%-2%
En las condiciones de trabajo estándar del WLTC (World Light Vehicle Test Procedure), la eficiencia de conversión del motor de cable plano es 1,12% superior a la del motor de cable redondo tradicional; en la media global, los valores de eficiencia de ambos difieren en 2%; en condiciones de trabajo urbanas (baja velocidad y alto par), los valores de eficiencia de ambos difieren en 10%.
| Eficiencia del motor | Eficiencia media (WLTC) | Eficiencia media (velocidad máxima) |
| Motor de horquilla | 92.49% | 94,78% |
| Motor de cable redondo | 91.37% | 92.76% |
| Diferencia | 1.12% | 2.02% |
3. La densidad de potencia se incrementa en más de 20%, alcanzando los 4,7kW/kg.
El mayor índice de llenado de ranuras del motor de horquilla -debido a la naturaleza compacta de las horquillas en comparación con los espacios entre alambres redondos- se traduce en un campo magnético más intenso y una mayor potencia del motor. Los datos indican que los motores Hair-pin pueden alojar 20-30% más cables en el mismo espacio, lo que aumenta la potencia en un margen similar. Esto también significa que un motor más compacto puede alcanzar la misma densidad de potencia.
El nivel actual de los motores de alambre redondo es de unos 3,5 kW/kg, mientras que la densidad de potencia de los motores de horquilla de las principales empresas actuales es de unos 3,5 kW/kg. 4,5 kW/kg.
4. Mejor efecto de disipación del calor
El diseño Hair-pin también mejora la disipación del calor debido a la mayor superficie de contacto de los cables y reduce los consumibles gracias al menor volumen de bobinado. Esto se traduce en un mejor rendimiento de aceleración y una reducción del ruido, lo que mejora significativamente el rendimiento general del vehículo.
¿Por qué no se utilizan mucho los motores de horquilla?
A pesar de sus ventajas, el motor de horquilla se enfrenta a retos como la complejidad del diseño y la fabricación, y un mayor desgaste. La industrialización de los motores de espiga se ve dificultada por los obstáculos que plantean las materias primas, los procesos y los equipos, lo que contribuye a limitar su adopción generalizada.
La transición de los alambres redondos a los rectangulares planos también requiere innovación en la tecnología de fabricación de alambres. La ausencia de socios que compartan los costes antes de la madurez del mercado se traduce en elevados costes de I+D para las empresas automovilísticas.
En resumen, aunque los motores de horquilla aún no son una fuerza dominante en la sustitución de los motores tradicionales, los riesgos inherentes a la producción y aplicación a corto plazo son actualmente demasiado importantes para que las empresas automovilísticas los acepten. El camino del laboratorio al mercado está plagado de retos. Sin embargo, la evolución tecnológica es una tendencia inevitable, y es probable que los motores de horquilla desempeñen un papel fundamental en el futuro de los vehículos de nueva energía.
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