Visitamos la planta de Audi en Györ (Hungría) y fabricamos un motor eléctrico a la antigua usanza. En el proceso se emplea la más alta tecnología, pero se lleva a cabo con relativa sencillez. ¿Hay margen para la mejora? Resolvemos las dudas.
Son las 10:00 de la mañana y he llegado hasta Györ conduciendo el nuevo Audi Q6 e-tron, modelo que se fabrica precisamente en estas instalaciones. Algún inconsciente ha pensado que es buena idea darme una chaqueta roja para que por un día me sienta trabajador de Audi y viva en mis propias carnes cómo se construye un motor eléctrico, además de darme a conocer otros procesos de fabricación que llevan a cabo en esta fábrica.
¿Pero sabes qué? En el fondo he accedido a ello de mil amores, no sólo porque me ha encantado desmontar y montar aparatos desde que era niño, sino porque hay mucho desconocimiento sobre los coches eléctricos y es una buena manera de empaparse sobre el tema y, en mi caso, de poder contarlo para que los aficionados como tú tengáis acceso a las entrañas de la automoción, que es algo que siempre gusta, ¿no?
Antes de nada, te aviso de que no vas a encontrar aquí un máster en ingeniería eléctrica. Ya sabes que en AUTO BILD nos gusta descomplicar las cosas, así que voy a ello.
Simplificándolo mucho, hay que tener claro que un motor eléctrico transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación por medio de un eje y su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo conductor (cobre) por donde circula una corriente eléctrica.
Para empezar, hay que tener claro que los motores eléctricos se diseñan teniendo en cuenta factores como el tamaño, la potencia, la eficiencia y el uso previsto. Por tanto, cuanta más potencia queramos, más conducción energética se necesita.
De esta manera, ese hilo conductor del que te hablaba, en origen, pasó a ser toda una bobina de hilo de cobre. Esa bobina se enrolla entorno a un eje y este se introduce en el núcleo de imanes. Así, cuanto más cobre tengamos enrollado en el eje, más girará nuestro motor, es decir, más potencia tendrá.
Como ves, no hay muchísimos componentes. Esa es la parte buena de la electrificación, que es mucho más sencilla y, por tanto, se minimizan las posibilidades de fallos mecánicos.
La gran evolución en la fabricación de motores eléctricos
Y llegados a este punto es clave explicar la gran evolución que ha habido en la fabricación de los también conocidos como motores electromágnéticos: se ha reemplazado el bobinado de cobre por hairpins, que son tiras rectangulares de cobre.
Estos hairpins, por su forma de horquilla y por cómo se pueden agrupar logran ser más efectivos que la bobina, porque se adaptan mejor a los huecos del estator y no dejan espacios vacíos, que de forma natural se cubrían con aire y el aire no aporta nada positivo al proceso.
Siendo sincero, no suena como algo extraordinario, pero automatizar el proceso de agrupar estas tiras de cobre es un avance gigantesco en la fabricación de motores eléctricos, porque permite lograr una mayor eficiencia y potencia.
En este caso tengo frente a mí el bloque delantero del Q6 e-tron de acceso a la gama, que cuando esté terminado entregará 215 kW (292 CV) de potencia. Por lo que me cuenta Georg Fleck Valls, director de montaje de motores eléctricos de la plataforma PPE (Premium Platform Electric) aquí en Györ, se tardan tres o cuatro horas en montar este propulsor.
Un proceso que está robotizado al 100%, con lo que se logran no solo optimizar el tiempo de ensamblado, sino reducir a la mínima expresión (por no decir a 0) la posibilidad de errores.
En mi caso, para entender cómo es el proceso de fabricación, ponen frente a mí en un banco de trabajo la carcasa exterior de aluminio ya mecanizada y con el estator y el rotor también ensamblados justo a su lado.
Mi labor va a consistir en unir todas las piezas como si fuera un Lego. Por suerte este motor no va a terminar en ningún coche que luego se vaya a comercializar, lo que me quita presión y hace que me sienta como el día de Reyes montando juguetes.
Precisión milimétrica
Así que voy a ello. Me pongo unos guantes como si fuera un orfebre para no arañarme y, sobre todo, para no impregnar con la grasa de mis manos los distintos componentes. Cojo muy decidido el conjunto formado por el estator y el rotor, pero me cuesta un triunfo levantarlo, porque pesa unos 13 kilos y encajarlo tampoco es encillo, pero el eje me ayuda a colocarlo en su posición con cierta facilidad.
Ahora toca poner en su posición la caja de cambios y los rodamientos que la unen al motor. Hay hasta tres conjuntos de engranajes diferentes. Y si alguno no cae de forma milimétrica en su posición se producirían roces y vibraciones.
Es por eso que una vez terminado el proceso comprueban hasta el mínimo detalle cada ajuste o los ruidos que se puedan producir, porque con un motor de combustión el propio funcionamiento del bloque y el ruido que genera cubre y oculta posibles vibraciones, pero en un eléctrico se notarían y empeorarían la experiencia de conducción, que se debe producir en absoluto silencio y con total suavidad.
En concreto, aquí en Györ tienen cinco bancos de pruebas para hacer una comprobación final de calidad. Pero eso, como te digo, es una vez finalizado el ensamblaje. Antes es necesario instalar el circuito refrigerante y poner la cubierta que cierra todo el bloque.
Y aquí, una vez más no resulta nada sencillo hacer coincidir los engranajes con los orificios de salida. Pero tras unos pequeños tiras y aflojas con las distintas partes logro que caiga en su lugar.
Una vez ahí, cojo el manual de instrucciones que me cede unos de los técnicos de Audi y como si estuviera montando la típica librería Billy de Ikea voy colocando cada tornillo en su lugar y los aprieto con una llave dinamométrica a 16 Nm de par (otros van a solo 9 Nm) justo en el orden que marca el manual. No los conté exactamente, pero puede haber cerca de 50 tornillos.
En total he tardado aproximadamente una media hora en completar esta tarea, cuando en realidad este es un proceso que en la fábrica entre robots y operarios apenas invierten cinco minutos y con un nivel de precisión infinitamente mejor.
Los motores de combustión a lo largo de 100 años han ido cambiando, ganando potencia, logrando más eficiencia y crecido en variedad: construcción en línea, motores en V, bóxer, Wankel...
Así que le pregunto a Georg Fleck qué nivel de evolución podemos esperar de los motores eléctricos. Su duda antes de responder ya me parece significativa y su respuesta no mejora mis expectativas: "creo que habrá evolución, no revolución".
Está claro, los motores eléctricos no tienen tanto misterio, es más sencillo hacerlos.
Font, article de Enrique Trillo per a "Auto Bild España"
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