El tren de potencia (powertrain) de cualquier vehículo requiere tres elementos clave: una fuente de energía, una forma de conversión de esta energía en energía de rotación mecánica y una salida de dicha energía a la rueda.
En el caso de un vehículo eléctrico, los motores eléctricos son los encargados de convertir la energía eléctrica en energía mecánica. Por lo general, en el sector automovilístico suelen ser de corriente alterna (AC).
La fuente de energía se obtiene mediante unas celdas electroquímicas (la batería). El inversor DC/AC convierte la corriente continua de la caja de baterías en corriente alterna. Gracias a la electrónica de potencia, es posible un control muy preciso de velocidad y par en el motor.
Para resumir, el powertrain eléctrico se puede expresar de esta manera:
Esquema powertrain eléctrico
El powertrain del TeR18 de Tecnun eRacing (al igual que el de su predecesor, el TSR’17) está compuesto por una caja de baterías, dos inversores y dos motores, tal como nos indican Unai Echeverría, Ion García e Imanol Etxezarreta, responsables de Drivetrain y Tractive System.
Los motores, los encargados de transformar la energía eléctrica en mecánica, son dos, al igual que en la temporada pasada, aunque diferentes a los ya empleados. Para esta temporada han optado por mantener esta configuración bi-motor ya que cambiarla implicaría también modificar la caja de baterías y los inversores (y como veremos en la siguiente entrada han optado por mantener los mismos de la temporada anterior). Estas modificaciones implicarían considerables cambios de pesos y dimensiones, cosa que influiría en el trabajo del resto de los departamentos del equipo.
Además, tras simular diferentes configuraciones han observado que ésta es la que ofrece unos resultados más acordes a sus intereses. El objetivo es obtener de ellos un rendimiento superior al nominal y un par lo más próximo al par máximo que pueden ofrecer.
La siguiente imagen muestra los dos motores propulsando ambas ruedas del tren posterior:
Configuración bi-motor de Tecnun eRacing
Algunos datos técnicos de estos motores:
- Masa: 7 kg
- Tensión de batería máxima (en carga/sin carga): 400 Vdc (6400/7600 RPM)
- Potencia a r.p.m. máx: 70 kW
- r.p.m. máx: 7000 (8500 durante unos segundos)
- Par motor máx: 100 Nm
- Par motor nominal: 50 Nm
- Rendimiento del motor: 92-98%
Como ya vimos en una entrada anterior sobre motores eléctricos, el rendimiento de éstos es muy superior al de los motores de combustión interna. ¿Puede alguien fabricar un motor de combustión que pesando sólo 7 kg entregue en el eje 70 kW con un rendimiento cercano al 100% y sin salida de humos? Para que nos hagamos una idea: estos motores, de cerca de 20 cm de diámetro y menos de 10 cm de grosor dan prácticamente el mismo par que el actual motor del Ford Fiesta de 85 CV: 110 Nm… y su masa ronda los 100 kg.
Como siempre, agradezco especialmente a David Martín su colaboración para redactar esta serie de artículos. Éstos son los siguientes temas que trataremos:
- La batería, el inversor y la recarga
- Fabricación del prototipo
- Prestaciones del prototipo
- Llegó el gran día: hora de competir
- Lecciones aprendidas y conclusiones