Hasta ahora, los ejes de transmisión eléctricos incluían tres de los componentes más importantes de un sistema de tracción: el motor eléctrico, la transmisión y la electrónica de potencia. En nuevo eje eléctrico 4 en 1 de Schaeffler (4in1 E-Axle) añade un cuarto componente que se integra con los demás: el sistema de gestión térmica, dando lugar a un conjunto más compacto y ligero lo que repercute en una mayor autonomía y una mayor velocidad de carga para los coches eléctricos que lo implementen.
En el Simposio de Vehículos Eléctricos en Oslo, Schaeffler ha presentado una gama de soluciones de propulsión eléctrica entre las que se encuentra este eje de transmisión eléctrico llamado 4in1 E-Axle, que aún está en desarrollo. Schaeffler lo describe como su sistema de transmisión para automóviles eléctricos más completo hasta la fecha.
Además del motor eléctrico, la electrónica de potencia y los componentes de transmisión, que en los ejes eléctricos generalmente están integrados en un solo componente, el nuevo sistema 4 en 1 también incluye el sistema de gestión térmica. Gracias al alto grado de integración se logra, entre otras cosas, ahorrar espacio y peso en este componente.
Schaeffler asegura además que el sistema de gestión térmica es particularmente eficiente, lo que da como resultado que el vehículo eléctrico que lo implemente aumentara su autonomía y recargará más rápido su batería. La reducción del consumo de energía es de un 14 % gracias a que, por un lado, se emplea el calor residual generado en el motor y por otro al empleo de una nueva bomba de calor de CO2.
Los motores de combustión son máquinas muy ineficientes energéticamente lo que se traduce en la generación de una gran cantidad de calor residual que puede utilizarse para introducirlo en el circuito de calefacción. En los motores eléctricos ocurre justo lo contrario. Son tan eficientes que la energía sobrante que se transforma en calor residual es muy escasa. Schaeffler afirma que el calor en el automóvil eléctrico es un "bien escaso y valioso".
Este calor es necesario, entre otras cosas, para calentar la cabina o el habitáculo de la batería. Esta debe alcanzar su temperatura óptima e funcionamiento para optimizar la autonomía y el rendimiento de la carga rápida. Si no se puede aprovechar el calor disponible, se debe generar con la energía que contiene la batería, lo que se traduce en un aumento del consumo energético.
"El sistema de gestión térmica tiene una influencia significativa en la eficiencia y la comodidad del vehículo", asegura Jochen Schröder, Director de Electromovilidad de Schaeffler. Con el 4in1 E-Axle "se crea un sistema completo altamente integrado y compacto, que requiere mucho menos espacio que las soluciones no integradas", añade.
Al incluir el sistema de gestión térmica con el resto de los componentes se prescinde de mangueras y cables innecesarios, lo que reduce las pérdidas de energía forma de calor. "Además del diseño compacto, la mayor ventaja del sistema 4 en 1 es la interacción optimizada de los subsistemas individuales", explica Schröder. Durante su desarrollo, los ingenieros tienen en cuenta tanto el comportamiento térmico de los componentes individuales de la transmisión, el motor eléctrico o la electrónica de potencia, como la gestión térmica más eficiente y completa de todo el vehículo.
Un sistema de control inteligente asegura que el exceso de calor se disipe de manera eficiente de la electrónica de potencia y el motor eléctrico y que se utilice para calentar el interior del vehículo. El sistema también aumenta la eficiencia mediante el uso de una nueva bomba de calor, que funciona con dióxido de carbono. El dióxido de carbono no solo tiene menos impacto en el medio ambiente que el refrigerante convencional, sino que también tiene características físicas que permiten calentar y enfriar los vehículos de manera más eficiente.
"Nuestro eje eléctrico 4 en 1 con un sistema de gestión térmica integrado, logra un nivel de eficiencia mayor que el del sistema completo", señala Schröder que afirma que es posible un nivel de eficiencia de hasta el 96 % en un sistema diseñado de manera óptima.
El cliente potencial para el 4in1 E-Axle son tanto los fabricantes de automóviles tradicionales como las empresas emergentes. Su implementación acortaría el tiempo de desarrollo de sus vehículos y ahorraría costes que se podrían invertir en para nuevos desarrollos de los sistemas de accionamiento. "Los ejes eléctricos son un elemento clave de nuestra estrategia de movilidad eléctrica", dice Matthias Zink, miembro de la Junta Ejecutiva de Tecnologías Automotrices de Schaeffler.
Además de estas unidades altamente integradas, Schaeffler continúa ofreciendo a sus clientes componentes o subsistemas individuales, entre los que se incluyen ejes motrices con dos o tres subsistemas. Con su amplia cartera, Schaeffler puede servir componentes para toda la gama de vehículos del mercado, desde turismos hasta vehículos comerciales ligeros.
También son nuevos los ejes rígidos eléctricos para furgonetas llamados Beam E-Axle. La particularidad de este sistema 3 en 1, que incluye el motor eléctrico, la electrónica de potencia y la transmisión, es que tienen hasta dos metros de ancho. En un futuro, Schaeffler los suministrará a los fabricantes de automóviles, especialmente en América del Norte. Según el proveedor, ya ha recibido los primeros pedidos.
En el comunicado de prensa en el que se anuncian los nuevos productos que Schaeffler ha presentado en el Simposio de Vehículos Eléctricos en Oslo no se proporcionan datos técnicos sobre el rendimiento del 4in1 E-Axle ni del Beam e-Axle.
