Durante años, la movilidad eléctrica ha utilizado principalmente motores de flujo radial por su nivel de desarrollo industrial y su capacidad para adaptarse a distintos vehículos. Sin embargo, los motores de flujo axial han ganado interés en aplicaciones donde el espacio y la relación entre peso y prestaciones son factores prioritarios. Conocer el funcionamiento de ambas tecnologías permite entender sus diferencias y sus posibles usos en el automóvil.
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¿Qué es un motor de flujo axial y cómo funciona?
Un motor de flujo axial es una máquina eléctrica cuyo campo magnético se desplaza en paralelo al eje de rotación. Su estructura recuerda a la de un disco: el rotor y el estator se colocan enfrentados en planos paralelos, en lugar de estar dispuestos como cilindros concéntricos.
El estator contiene las bobinas por las que circula la corriente eléctrica. Al recibir energía, estas bobinas generan un campo magnético que interactúa con los imanes o elementos magnéticos del rotor. Esta interacción produce una fuerza que hace girar el eje.
Su diseño plano permite obtener un motor con menor longitud axial, aunque normalmente requiere un mayor diámetro exterior para conseguir la superficie activa necesaria. Puedes conocer esta y otras configuraciones en nuestra guía sobre los diferentes tipos de motor para coche.
Cómo se genera el flujo axial en el motor
En este diseño, las líneas del campo magnético atraviesan el espacio entre el estator y el rotor siguiendo una dirección paralela al eje. Dicho de otra manera, el flujo entra por una de las caras del rotor y sale por la cara opuesta.
La fuerza electromagnética se aplica a cierta distancia del centro de giro. Al situar la superficie activa a una distancia mayor del centro de giro, el motor de flujo axial puede alcanzar una elevada densidad de par en determinadas configuraciones sin aumentar significativamente su longitud.
Existen diferentes configuraciones: un rotor situado entre dos estatores, un estator entre dos rotores o conjuntos formados por varios discos. Cada solución modifica el peso, la refrigeración, la complejidad y la potencia que puede alcanzar el sistema.
Aplicaciones del motor de flujo axial
El motor de flujo axial puede resultar adecuado para aplicaciones de altas prestaciones donde la reducción de tamaño longitudinal y peso sea un factor relevante. Destacamos las siguientes aplicaciones:
- Superdeportivos e hipercoches eléctricos: Modelos donde el espacio es extremadamente limitado y se busca exprimir al máximo cada kilogramo de peso.
- Vehículos híbridos de alto rendimiento: Su formato estrecho tipo «galleta» facilita su integración entre el motor térmico y la caja de cambios.
- Aeronáutica y movilidad urbana aérea (eVTOL): Proyectos de aviación eléctrica en los que la reducción de peso y el aprovechamiento del espacio disponible son factores importantes.
¿Qué es un motor de flujo radial y cómo funciona?
El motor de flujo radial es la arquitectura más extendida en la automoción eléctrica y en numerosas aplicaciones industriales. Su forma suele ser cilíndrica y está compuesta por un rotor y un estator colocados de forma concéntrica.
En muchos diseños, el rotor gira dentro del estator, aunque también hay configuraciones con rotor exterior. Al alimentar las bobinas, el campo magnético provoca el movimiento del rotor y transmite el giro al eje.
Esta tecnología cuenta con procesos de fabricación consolidados y puede adaptarse a diferentes niveles de potencia, velocidades y tamaños.
Cómo se genera el flujo radial en el motor
En este caso, el campo magnético se desplaza de forma perpendicular al eje de giro. Las líneas de flujo recorren radialmente el espacio entre rotor y estator, desde el interior hacia el exterior o a la inversa.
La superficie activa se distribuye alrededor del cilindro. Para modificar el par o la potencia, el diseño puede variar aspectos como la longitud del conjunto, el diámetro, el número de polos, los bobinados o los materiales magnéticos empleados.
Aplicaciones del motor de flujo radial
Es una tecnología muy extendida en el mercado y está presente en casi todo nuestro entorno tecnológico diario:
- Turismos eléctricos de gran serie: Constituye el estándar del mercado automovilístico actual por sus ajustados costes de fabricación.
- Transporte pesado y autobuses: Adecuado para aplicaciones que requieren un rendimiento térmico constante a largo plazo.
- Industria y electrodomésticos: Utilizado masivamente en trenes, maquinaria industrial y sistemas de climatización.
Flujo axial y radial: principales diferencias
La dirección del campo magnético es la diferencia básica, pero no la única. Esta tabla resume las características generales de ambas arquitecturas:
Dirección del flujo
Paralela al eje
Perpendicular al eje
Forma habitual
Plana, similar a un disco
Cilíndrica
Dimensión predominante
Mayor diámetro y menor longitud
Menor diámetro y mayor longitud
Fabricación
Más exigente en algunas configuraciones
Procesos ampliamente desarrollados
Uso en automoción
Aplicaciones específicas y en expansión
Solución ampliamente utilizada
Diseño, tamaño y disposición del campo magnético
El motor axial aprovecha sus caras planas como superficie activa. Esto permite crear unidades de poca longitud, adecuadas para integrarlas cerca de un eje, entre el motor térmico y la transmisión de un híbrido o en espacios donde un motor cilíndrico sería difícil de instalar.
El radial, en cambio, ocupa más espacio a lo largo de su eje, pero suele tener un diámetro más contenido. Esta forma facilita su integración en plataformas que ya han sido diseñadas alrededor de motores eléctricos convencionales.
Par, potencia, eficiencia y refrigeración
Los motores axiales pueden alcanzar una elevada densidad de par, es decir, producir bastante fuerza de giro en relación con su peso o volumen. Para comprender qué representa esta magnitud, puedes consultar nuestra explicación sobre la diferencia entre potencia y par motor.
No puede establecerse que un motor axial sea siempre más eficiente o potente que uno radial. El rendimiento final depende de factores como el diseño electromagnético, los materiales empleados, la electrónica de potencia, el régimen de giro y la capacidad de refrigeración.
La refrigeración es uno de los aspectos que deben resolverse en algunas configuraciones axiales, ya que la disposición de sus componentes puede dificultar la evacuación del calor. El diseño radial dispone de soluciones térmicas más consolidadas, aunque también necesita controlar cuidadosamente la temperatura.
Ventajas y desventajas del motor de flujo axial frente al radial
Las dos arquitecturas pueden ofrecer un buen rendimiento, pero cada una responde mejor a unas necesidades concretas. Esta tabla resume sus principales ventajas y limitaciones:
Tamaño y forma
Tiene poca longitud y un formato similar a un disco, aunque suele necesitar más diámetro
Presenta una forma cilíndrica, normalmente más larga y con un diámetro más contenido
Densidad de par
Puede generar un par elevado en relación con su peso y volumen
Ofrece un buen rendimiento, aunque puede necesitar más tamaño para alcanzar una densidad de par equivalente
Peso
Algunas configuraciones permiten reducir el peso del conjunto
Su peso depende del diseño, pero suele requerir una estructura más convencional
Integración en el vehículo
Resulta útil cuando hay poco espacio longitudinal o se busca instalarlo cerca de un eje o de la transmisión
Se adapta bien a plataformas diseñadas para motores eléctricos cilíndricos
Refrigeración
La evacuación del calor puede ser más compleja, especialmente en la zona de las bobinas
Cuenta con soluciones de refrigeración más desarrolladas y conocidas
Fabricación
Exige tolerancias precisas y procesos de producción más complejos en algunas configuraciones
Su fabricación está más estandarizada y preparada para grandes volúmenes
Coste
Puede ser más elevado por la complejidad de producción y los materiales empleados
Suele beneficiarse de economías de escala y procesos industriales consolidados
Aplicaciones
Vehículos deportivos, híbridos, modelos ligeros y diseños con restricciones de espacio
Coches eléctricos de producción general, vehículos industriales y maquinaria
¿Qué tipo de motor es más adecuado para un coche eléctrico?
No existe una respuesta única, ya que la elección ideal depende del segmento del vehículo y de los objetivos del fabricante. En vehículos utilitarios de uso diario donde el coste de producción es un factor prioritario, el motor de flujo radial continúa siendo una solución habitual gracias a su fabricación consolidada y su adaptación a grandes volúmenes.
Sin embargo, los avances en fabricación podrían favorecer una mayor presencia de los motores de flujo axial en determinadas aplicaciones. Sus características de diseño pueden facilitar nuevas soluciones de integración en el vehículo, aunque su adopción dependerá de factores como el coste, la producción a gran escala y las necesidades de cada fabricante.
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