El motor de 925 V de NIO también hace de cargador a 200 kW. Así evita que el coche cargue lento en postes antiguos

Durante años, la carrera de los eléctricos chinos se ha contado en kWh, kilómetros y minutos de carga. El premio que NIO recogió el 28 de octubre va de algo menos vistoso: la forma de doblar el cobre dentro de un motor. Y de esa decisión de fabricación salen dos cifras que sí afectan al conductor, un motor más pequeño y ligero para la misma potencia y una carga rápida que no se hunde cuando el cargador no está a la altura del coche.

El galardón es el primer premio de Progreso Científico y Tecnológico de la Sociedad China de Ingenieros de Automoción (China-SAE), unos premios que se entregan desde 1990. Lo ha recibido un proyecto liderado por NIO junto a la Universidad Tongji, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Harbin y la siderúrgica Baoshan Iron & Steel (Baosteel), tal y como recoge el diario oficial Science and Technology Daily. El proyecto se centra en la industrialización de un sistema de propulsión de alta densidad de potencia con bobinado ondulado continuo, una técnica que hasta ahora se usaba casi solo en motores pequeños.

Más cobre en el mismo hueco

La manera más directa de sacar más potencia de un motor eléctrico sin hacerlo más grande es meter más cobre en el estátor. Con el hilo redondo clásico quedan huecos entre las espiras. El cobre plano, de sección rectangular, se apila mejor y llena más espacio, y por eso se ha impuesto en los eléctricos actuales con la técnica hairpin: piezas de cobre en forma de horquilla que se insertan una a una, se retuercen y se sueldan por los extremos. Cada motor acumula cientos de esas uniones.

NIO ha ido por otro camino. Su bobinado, al que llama W-Pin, usa hilos de cobre plano continuos que se doblan con la forma definitiva antes de montarlos, de modo que desaparecen la mayoría de las soldaduras intermedias. Menos uniones significa menos puntos de fallo y una fabricación más homogénea, pero también un problema serio: manejar conductores largos y rígidos sin dañar su aislamiento.

Los números del proceso lo dejan claro. Cada estátor se forma con 12 hilos de cobre de 5 metros que se doblan 24 veces cada uno. El primer método que probó el equipo giraba el hilo 180 grados en cada curva, y esas vueltas repetidas lo estiraban y ponían en riesgo el aislante, así que lo descartaron. La segunda generación dobla el cobre en un plano, sin voltearlo. Con ella, NIO controla el aislamiento en 0,14 milímetros de espesor y la tolerancia de montaje en 0,02 milímetros, una fracción del grosor de un pelo. Para el aislante, además, desarrolló desde cero un material nuevo con una empresa química internacional, porque los 925 V del sistema exigen bastante más que una arquitectura de 400 V.

Este motor entró en producción en serie en diciembre de 2024, según la información del proyecto, y NIO habla ya de una escala de producción de millones de unidades.

19 kW por kilo: qué significan las cifras

El proyecto declara una densidad de potencia de 19,06 kW/kg para el motor y de 226,92 kW por litro para el controlador (el inversor de carburo de silicio que gestiona la corriente). Como referencia orientativa, un motor de 300 kW (408 CV) con esa densidad se quedaría en unos 16 kilos, y su inversor ocuparía alrededor de 1,3 litros, menos que una botella de agua de litro y medio.

Son cifras de componentes por separado. Como advierte CarNewsChina en su análisis del premio, no se pueden comparar directamente con las de una unidad de propulsión completa, que suma reductora, diferencial, carcasa y electrónica. Cada fabricante calcula estas densidades a su manera, así que conviene leerlas como un indicador de por dónde va NIO más que como una clasificación.

Un motor que también hace de cargador

La parte con más consecuencias prácticas está en la carga. Una batería de 925 V necesita que el cargador le entregue una tensión superior a la suya para llenarse. Muchos postes de carga rápida de generaciones anteriores no pasan de unos 500 V, y ahí un coche de alta tensión no puede cargar de forma directa.

La solución habitual es un convertidor elevador, un aparato que sube la tensión del cargador hasta la de la batería. NIO se ahorra ese componente extra: usa el bobinado del motor como inductancia y los transistores del inversor para hacer la conversión. Es decir, el mismo hardware que mueve el coche se reconfigura como cargador cuando está parado. El sistema premiado alcanza un pico de 202,78 kW en ese modo, aunque la propia marca recuerda que la potencia real depende del cargador y de las condiciones de la batería.

La idea no es nueva. La plataforma E-GMP de Hyundai y Kia, la de los Ioniq 5 y EV6 que se venden en España, ya usa el motor y el inversor para elevar la tensión en postes de 400 V. Lo que distingue a NIO es la cifra: rondar los 200 kW con un sistema elevador es bastante más de lo que suelen ofrecer estas soluciones, que en postes antiguos cargan claramente por debajo de su potencia máxima.

Por qué importa en los cargadores que hay en España

Este es uno de los problemas reales de los eléctricos de 800 V cuando viajan. Lo explicamos con detalle en por qué los coches de 800 V no cargan bien a 400 V: un cargador que anuncia mucha potencia puede quedarse a medio gas si su tensión máxima no cubre la del coche. Las redes nuevas instalan postes multivoltaje, pero en ruta siguen apareciendo cargadores que no llegan, entre ellos buena parte de los Supercargadores V3 de Tesla abiertos a otras marcas, limitados a unos 500 V.

Con 500 V, un cargador tendría que mover algo más de 400 amperios para entregar esos 200 kW, una intensidad que solo alcanzan los postes de cable refrigerado. En la práctica, el límite lo pondrá casi siempre el cargador. Pero el planteamiento de NIO apunta a que un coche de 925 V pierda poco tiempo de parada respecto a uno de 400 V cuando el poste es antiguo, que es justo la desventaja que hoy se paga por tener una arquitectura de alta tensión.

Probado a 5.500 metros de altitud simulada

Trabajar a 925 V con un inversor de carburo de silicio que conmuta muy deprisa castiga mucho el aislamiento del bobinado. Por eso el programa de validación fue largo:

• 1.300 horas de funcionamiento continuo a alta temperatura sin fallos.
• Más de 500 horas en condiciones simuladas de 5.500 metros de altitud, con alta tensión sostenida, hasta 15.000 conmutaciones por segundo y subidas bruscas de régimen.
• Vibración aleatoria de hasta 5,5 g en los tres ejes.
• Más de dos meses entre -40 °C y +85 °C.

La prueba de altitud tiene sentido: con menos presión atmosférica, el aire que separa los conductores aísla peor y aumenta el riesgo de descargas dentro del motor. En China hay rutas por encima de los 4.000 metros en el Tíbet, y un motor de alta tensión tiene que aguantar ahí.

Dónde está ya este motor

NIO desarrolla sus propios motores desde 2015 y va por la cuarta generación. Esta versión de bobinado continuo equipa la berlina ET9, que estrenó la arquitectura de 900 V de la marca, los SUV ES8 y ES9 y los Onvo L90 y L80, la marca familiar del grupo. El proyecto suma 146 patentes concedidas y ha contribuido a seis normas nacionales chinas.

Ninguno de esos modelos se vende en España. NIO comercializa algunos de sus coches en países como Alemania, Países Bajos o Noruega, y su llegada aquí sigue pendiente de Firefly, la marca de urbanos que NIO señaló como prioritaria para España, que usa una arquitectura mucho más modesta. Que una pieza así se lleve el principal premio de ingeniería de China dice bastante de hacia dónde se ha movido la competencia allí: con las baterías cada vez más parecidas entre marcas, NIO busca diferenciarse en el motor, el inversor y en cómo se fabrican, con más de un millón de unidades ya producidas.