A Mercedes fornece uma grande revolução em seus carros elétricos com um novo tipo de motor. Seu nome: o motor de fluxo axial que. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre essa tecnologia.
Quando falamos sobre carros elétricos, frequentemente falamos sobre tecnologias relacionadas a baterias ou aerodinâmica, características que convergem globalmente em torno de um assunto central: autonomia.
Mas o carro elétrico também é o motor e uma nova tecnologia tende a democratizar: o motor de fluxo elétrico com fluxo axial. Mas quais são suas vantagens e desvantagens em comparação com os motores de fluxo radial atualmente no mercado?
A eletrificação da indústria automotiva provocou uma cascata de inovações em todas as áreas: baterias, auxiliares de direção, tecnologias de placa, arquitetura de software … e, claro, motores.
Se a maioria (sem dizer quase todos) carros elétricos em nossas estradas rolam graças a Motores de fluxo radialsurge uma nova tecnologia, prometeu a um futuro brilhante: O motor elétrico axial da flor.
Mais compacto, mais poderoso, às vezes mais eficiente, pode se tornar um dos pilares da próxima geração de veículos elétricos. Mas o que realmente diferencia esses dois tipos de motores? E por que a indústria automotiva está interessada nela tão de perto?
Mas, a propósito, o motor de fluxo radial, o que é?
Antes de iniciar uma grande parte dedicada ao motor elétrico de fluxo axial, já devemos descobrir o que é um mecanismo de fluxo radial, Aquele que equipa a maioria dos carros elétricos hoje.
Por mais de um século, mesmo antes do advento do carro elétrico, o motor de fluxo radial reinou supremo. Seu design é relativamente simples de visualizar: imagine um cilindro. No centro, o rotor gira em seu eixo. Em torno dele, o estator está equipado com bobinas que, quando viajadas por uma corrente elétrica, geram um campo magnético.
Este campo magnético atravessa o rotor radialmente, ou seja, do centro para a periferia ou vice -versa, criando assim a força eletromagnética que gira o motor.
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Esta arquitetura tem muitas vantagens:
- Maturidade industrial : É uma tecnologia comprovada, produzida em uma escala muito grande, com processos bem controlados.
- Bom desempenho / custos : Seu custo é competitivo hoje, especialmente para altas potências.
- Facilidade de resfriamento : A forma cilíndrica oferece uma boa superfície de troca térmica.
Não é de admirar que Tesla, Volkswagen, Hyundai, BMW e a maioria dos fabricantes o adotaram em seus modelos elétricos. Ele abrange uma ampla gama de aplicações, de moradores da cidade a SUVs familiares, incluindo veículos utilitários.
Mas essa tecnologia não é isenta de limites. Os motores de fluxo radial geralmente são relativamente longos no eixo, o que pode representar Restrições de desordemespecialmente quando você tenta integrar o motor diretamente no chassi ou na roda. Acima de tudo, a densidade deles-isto é, a capacidade de produzir muito torque para um determinado peso é geralmente menor do que o que poderia ser obtido com outra arquitetura: o fluxo axial.
O motor de fluxo axial: uma filosofia diferente
O motor de fluxo axial muda completamente a filosofia. Onde o motor radial é um cilindro, O motor axial se apresenta como um disco. Visualmente, quase parece um disco de freio: plano, largo e muito fino em espessura. Essa é outra maneira de gerenciar o fluxo magnético: em vez de circular radialmente, ele viaja o motor paralelo ao eixo de rotação, no plano axial.
Em um motor de fluxo axial, as bobinas do estator são colocadas planas, geralmente na forma de discos. Os rotores, também na forma de um disco, colocam -se nos dois lados do estator. Quando a corrente passa para os enrolamentos, gera um fluxo magnético que cruza axialmente os rotores. A força eletromagnética é, portanto, aplicada diretamente ao plano dos discos, produzindo o torque do motor.
Obviamente, essa arquitetura também tem vantagens, mais numerosas que o motor de fluxo radial:
- Densidade de casal muito alta : Com potência equivalente, o motor é mais leve e mais compacto que um motor radial. Alguns fabricantes anunciam ganha até 50 % na massa pelo mesmo torque. É por isso que estamos começando a vê -los em certos esportistas elétricos em particular.
- Tamanho reduzido no eixo : Ideal para aplicações em que cada milímetro conta, como integração em um chassi ultra-basico ou mesmo em uma roda.
- Rendimentos potencialmente mais altos : Em certas praias operacionais, as perdas elétricas e magnéticas podem ser mais baixas do que com um motor radial.
Uma arquitetura impecável do motor?
Se o motor de fluxo axial é tão promissor, por que ainda não equipa todos os nossos carros elétricos? Como você deve suspeitar, existem alguns obstáculos a serem superados.
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A tecnologia é mais recente e, portanto, menos maduro industrialmente. O uso de discos grandes e perfeitamente rígidos, garantindo um espaço interior extremamente baixo e constante (estator e rotor), mantendo um peso contido, não é necessariamente tão simples com meios industriais para o momento disponível para os fabricantes. A menor flexão do disco pode causar atrito ou uma queda drástica no desempenho.
Há outro problema, e é o tamanho: resfriamento. Em um motor axial, as bobinas são embaladas em um espaço plano, com menos superfície para dissipar o calor. Portanto, geralmente é necessário projetar sistemas sofisticados e às vezes caros de refrigeração líquida.
E precisamente, o terceiro “problema” no momento, Este é realmente o preço. A produção em grandes séries permanece mais cara hoje. Processos de montagem, materiais utilizados (especialmente para discos de aço magnético ou ímãs permanentes) e a precisão necessária aumentam os custos.
Quem são os fabricantes que estão interessados nele?
Apesar dessas restrições, a indústria automotiva parece com um interesse crescente com esse tipo de tecnologias. Não podemos ignorar a Yasa, uma empresa britânica fundada em 2009, pioneira nessa área.
Seu mecanismo de disco axial chamou a atenção da Mercedes, que comprou a Yasa em 2021. A marca alemã acaba de apresentar seu primeiro modelo, ainda na forma de um conceito, equipado com os motores elétricos da empresa.
O modelo em questão é O novo Mercedes-AMG GT XX que fomos descobrir há algumas semanas. Com três motores, um na frente, dois na traseira, o Mercedes-AMG GT XX oferece um poder de 1.360 cavalos de potência.
Entre os outros atores, um pouco menos conhecido, mas igualmente interessante, há a empresa belga Magnax, que também desenvolve motores com fluxo axial, com arquiteturas multi-rotores para ainda mais casal.
A Magnax promete um rendimento de até 98 % (contra 90 % para um motor de fluxo radial normalmente), graças ao seu novo motor elétrico com fluxo axial sem núcleo magnético.
O desempenho deste mecanismo está em particular em seu design específico. Assim, onde o motor elétrico radial de um BMW i3 desenvolve 168 cavalos de potência e 250 nm de torque para um peso de 46 kg, um motor Magnax axial de fluxo, com torque equivalente, poderia atingir 268 cavalos de potência e 250 nm enquanto pesava apenas 16 kg.
Em um contexto em que a massa constitui um dos três pilares de eficiência do veículo, essa leveza representa um ativo, especialmente para veículos elétricos que já devem compor com baterias pesadas. Essa leveza intrínseca também reduz o consumo de recursos naturais: enquanto o ímã do motor radial BMW pesa 2 kg, o do motor axial magnax pesa apenas 1,2 kg.
Um detalhe que pode se tornar crucial no futuro, diante da crescente demanda por terras raras para a produção de ímãs permanentes.
