Arquitecturas multimotor para vehículos eléctricos
Añadir motores proporciona a un vehículo eléctrico más fuentes de par que se pueden controlar de forma independiente, pero también aumenta la masa, la electrónica de potencia, las necesidades de refrigeración y el número de componentes giratorios. El valor de una arquitectura multimotor depende de la eficacia con la que el vehículo utilice esos motores al acelerar, tomar curvas, circular a velocidad constante, regenerar energía y afrontar averías.
Arquitecturas con un solo motor
Por lo general, un único motor impulsa dos ruedas mediante un engranaje reductor y un diferencial. La tracción delantera sitúa la unidad de propulsión cerca del eje directriz y puede simplificar las plataformas derivadas de vehículos de tracción delantera. La propulsión trasera separa la tracción de la dirección y puede mejorar la adherencia al acelerar, ya que la carga se transfiere hacia atrás.
Un solo motor puede seguir ofreciendo un control preciso de la tracción, frenado regenerativo e intervención sobre la guiñada mediante los frenos. Un diferencial mecánico permite que las ruedas izquierda y derecha giren a velocidades distintas, mientras que una función de bloqueo controlada electrónicamente o los frenos de fricción pueden redistribuir el par útil en las ruedas.
Sus ventajas son el bajo número de componentes, la poca masa, el coste reducido y las escasas pérdidas parásitas. La principal limitación es que un solo eje debe proporcionar toda la propulsión y toda la regeneración.
Dos motores y tracción integral eléctrica
La configuración multimotor más común utiliza un motor en cada eje. No hay un árbol de transmisión mecánico entre ellos. El controlador del vehículo puede cambiar rápidamente el reparto de par entre el eje delantero y el trasero, dentro de los límites de la adherencia de los neumáticos, los motores y los inversores, las cargas sobre los ejes y la potencia de la batería.
Los dos motores no tienen por qué ser idénticos. Un fabricante puede elegir un motor de imanes permanentes muy eficiente para el eje principal y un motor de inducción para prestar asistencia de forma intermitente. Audi utiliza un motor síncrono de imanes permanentes trasero y un motor asíncrono delantero en el Q6 e-tron quattro, mientras que Tesla especifica un motor de imanes permanentes trasero y un motor de inducción delantero para las versiones correspondientes del Model 3 AWD.
El controlador puede utilizar principalmente el eje más eficiente con cargas ligeras, añadir el otro motor para acelerar o mejorar la tracción y emplear uno o ambos para regenerar energía. Esta estrategia depende del mapa de eficiencia de cada unidad de propulsión, no de una regla fija según la cual un eje sea siempre mejor.
Desenergización y desconexión de un eje
Un motor desenergizado puede seguir provocando pérdidas. Los imanes permanentes inducen tensión siempre que gira el rotor, mientras que los engranajes, rodamientos, juntas y el aceite continúan en movimiento. Las máquinas de inducción y de excitación eléctrica pueden reducir el flujo del rotor cuando no producen par, pero sus pérdidas mecánicas permanecen.
Un embrague de desconexión impide que parte de la transmisión secundaria gire con las ruedas. Esto puede reducir las pérdidas al circular a velocidad constante, sobre todo con un motor de imanes permanentes, pero el embrague y su actuador añaden masa, coste, transiciones de control y otro modo de fallo. La reconexión debe sincronizar las piezas giratorias y restablecer el par sin una perturbación perceptible.
Que la desconexión ahorre energía depende del ciclo de uso. Su beneficio puede ser pequeño si se necesita con frecuencia el segundo eje, mientras que el mismo dispositivo puede resultar valioso al circular de forma estable por autopista.
Sistemas con tres motores
Un vehículo eléctrico con tres motores suele tener uno en un eje y dos motores controlados de forma independiente en el otro. Si cada uno de los motores emparejados dispone de una transmisión separada hacia una rueda, el eje puede distribuir de izquierda a derecha el par motor y el par regenerativo sin un diferencial convencional.
Esta configuración permite controlar directamente el momento de guiñada: aumentar el par motor en la rueda exterior puede ayudar al vehículo a girar, mientras que distintos pares regenerativos pueden contribuir durante la deceleración. La vectorización disponible sigue estando limitada por la adherencia longitudinal y lateral combinada de cada neumático.
Una configuración de tres motores no siempre implica un par independiente en cada rueda. En otras arquitecturas, tres máquinas pueden combinarse mediante engranajes o embragues compartidos. Es necesario conocer el recorrido mecánico antes de deducir las capacidades a partir del número de motores.
Cuatro motores
Una arquitectura de cuatro motores puede asignar uno a cada rueda, aunque un vehículo también puede integrar dos motores en cada unidad de propulsión del eje. El controlador puede entonces ajustar la propulsión y la regeneración en las cuatro ruedas.
El sistema Quad-Motor de segunda generación de Rivian emplea motores controlados individualmente y una desconexión automática del eje trasero. Mercedes-Benz documenta tres motores de flujo axial —no cuatro— en su AMG GT Coupé de 4 puertas de 2026, lo que ilustra por qué la configuración de los ejes importa más que las categorías comerciales sencillas.
Los motores independientes para cada rueda pueden responder con rapidez y evitar las limitaciones de un diferencial mecánico. También multiplican los inversores o canales de inversor, sensores, rodamientos, engranajes, circuitos de refrigeración y la coordinación del software. La penalización por masa no suspendida de los verdaderos motores en rueda no se aplica automáticamente a los motores montados en la carrocería que impulsan las ruedas mediante semiejes.
La vectorización de par es una capacidad del sistema
La vectorización de par consiste en crear deliberadamente distintos pares útiles, motores o regenerativos, entre ejes o ruedas. La expresión no especifica cómo se consigue. Los sistemas pueden utilizar:
- motores independientes;
- un diferencial activo o un paquete de embragues;
- la intervención de los frenos;
- órdenes distintas para los motores delantero y trasero;
- una combinación de estos métodos.
El controlador estima la capacidad de los neumáticos a partir de la velocidad de las ruedas, el ángulo de la dirección, la aceleración, la velocidad de guiñada y modelos del vehículo. Debe coordinar la propulsión solicitada con el control de estabilidad y los frenos de fricción. Con una aceleración lateral elevada, al neumático puede quedarle poca adherencia longitudinal para aplicar un par vectorial adicional.
El par del motor tampoco es el par en la rueda. La relación de transmisión y la eficiencia de la cadena cinemática multiplican el par del eje, mientras que el radio del neumático convierte el par en la rueda en fuerza longitudinal. Comparar sistemas solo por el par motor anunciado, sin tener en cuenta estas magnitudes, resulta engañoso.
Eficiencia, prestaciones y límites térmicos
Instalar más potencia motriz puede mejorar la aceleración sin llevar una sola máquina hasta su límite. También permite repartir el frenado regenerativo y aportar una reserva térmica durante usos repetidos con carga elevada.
Sin embargo, durante la conducción normal, las unidades de propulsión adicionales generan costes eléctricos y mecánicos. Un controlador eficiente elige la combinación con la menor pérdida total entre la batería y las ruedas en el punto de funcionamiento solicitado. Esta puede utilizar un eje, ambos ejes con menor carga o un eje desconectado.
Las potencias máximas combinadas de los motores no siempre pueden sumarse. La potencia de descarga de la batería, la corriente del bus DC, la capacidad de los inversores, la adherencia de los ejes y los límites térmicos pueden restringir la potencia del sistema por debajo de la suma aritmética. Lo mismo ocurre con la regeneración cuando la capacidad de la batería para aceptar carga es la restricción activa.
Redundancia y funcionamiento degradado
Disponer de varios motores permite seguir avanzando después de desactivar una unidad de propulsión, pero la redundancia no es automática. Los contactores de la batería, circuitos de refrigeración, unidades de control, comunicaciones o buses de alta tensión compartidos pueden seguir siendo puntos de fallo comunes.
Un modo degradado seguro también debe controlar la guiñada. La pérdida repentina de par en un lado de un eje con ruedas impulsadas de forma independiente puede crear un momento de dirección. Los controladores necesitan detectar los fallos, coordinar la reducción del par y conservar suficiente capacidad de frenado y estabilización.
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