La empresa británica Protean Electric, fundada en 2008, cuenta con más de 160 patentes globales relacionadas con el diseño de motores eléctricos y la electrónica de potencia, además de otras 150 patentes solicitadas sobre el control de fabricación. Su motor eléctrico en rueda es una máquina de imanes permanentes que incorpora la electrónica de potencia (incluido el inversor) y el control dentro de la misma rueda, y es capaz de generar altas densidades de potencia y par.
Inicialmente, estos sistemas se fabricaron en volúmenes reducidos destinados a que fabricantes y empresas proveedoras realizasen pruebas prácticas. La compañía asegura que sus prototipos de demostración y prueba ya han acumulado más de dos millones de kilómetros en vehículos equipados con sus motores.
Listos para formar parte de la próxima generación de coches eléctricos
Protean ha finalizado el programa de validación de su último motor en rueda, el ProteanDrive Generation 5 (Gen 5), diseñado para adaptarse a una rueda de 18 pulgadas que incorpora el inversor integrado, capaz de proporcionar un par máximo de 1.500 Nm.
Las 80 unidades del Pd18 Gen5 IWM (in the Wheel motor) utilizadas en el programa de validación han sido sometidas a pruebas exhaustivas. Los 64 programas establecidos aseguran el cumplimiento de la legislación, reglamentaciones y estándares de los fabricantes de vehículos eléctricos.
Está diseñado para todas las aplicaciones convencionales incluyendo todas las tecnologías de propulsión (híbridos, híbridos enchufables y eléctricos puros) y todos los formatos de vehículos (compactos, berlinas, SUV…).
El éxito de las pruebas asegura que cumple con los más exigentes requisitos de durabilidad: 15 años y 300.000 km. Ha sido validado en diferentes condiciones ambientales y en las situaciones más hostiles que pueda sufrir como el vadeo de ríos y el impacto en los baches. Cumple con la norma ISO 26262 en cuanto a seguridad fuera de contexto, abordando los peligros ASIL D, lo que representa una novedad para un IWM.
El IWM Pd18 Gen5 se fabrica en las instalaciones de Protean en Tianjin, China que también han sido certificadas bajo la norma IATF 16949 lo que da el pistoletazo de salida para el comienzo de la producción a gran escala de esta tecnología. Actualmente, la empresa ofrece versiones del IWM con voltaje de 400 V CC y tiene previsto introducir versiones de 800 V CC para finales de 2024.
El conjunto de Protean incorpora un motor síncrono de imanes permanentes. El rotor está conectado directamente al cubo, lo que permite transmitir el par directamente a la rueda y elimina las pérdidas en la transferencia de potencia. Esta configuración de transmisión directa se refleja en el diseño de alta torsión y baja velocidad de ProteanDrive.
En el diseño, el motor no está en contacto directo con la llanta, salvo en el punto donde se encuentra el rodamiento. Esto asegura que, incluso en caso de daños importantes en la llanta, el motor no sufra daños.
"Los motores en las ruedas están demostrando ser una tecnología clave para la próxima generación de vehículos eléctricos. No obstante, al igual que con los primeros vehículos eléctricos, es crucial establecer un reglamento de prueba y validación adecuado”, asegura Stephen Lambert, director de tecnología de Protean Electric.
“Como industria, hemos discutido extensamente los desafíos de diseño y validación de los motores en las ruedas, especialmente en cuanto a la fiabilidad y durabilidad en las condiciones de instalación más exigentes”. Añade que el equipo de pruebas ha invertido significativamente en “procedimientos y validación para asegurar que el motor en las ruedas Gen 5, expuesto a golpes severos, vibraciones, ciclos térmicos, arena, polvo, agua y contaminación química, esté diseñado para durar y recorrer largas distancias. Esto es fundamental para garantizar un futuro de cero emisiones netas en diversas aplicaciones de vehículos y soluciones de transporte”.