Nio presenta un motore da 925V che contribuisce anche a caricare la batteria a oltre 200 kW nei punti di 400V.

I motori elettrici hanno ancora margine di miglioramento, e non solo in termini di potenza o efficienza. Nio ha sviluppato un sistema che mira a sfruttare al massimo lo stesso hardware: oltre a muovere l’auto, utilizza parte dei suoi componenti per semplificare la ricarica in stazioni con una tensione inferiore a quella della batteria.

Molto spesso, disporre di un sistema da 800 volt o più non significa necessariamente una ricarica più veloce, poiché potenza e velocità dipendono anche dalla stazione di ricarica. Arrivando in una stazione da 400V, l’auto può subire una drastica diminuzione della potenza e della velocità di ricarica, rallentando notevolmente il processo. È proprio questo aspetto che lo sviluppo di Nio cerca di ridurre al minimo.

L’architettura funziona a 925 volt, il che richiede un controllo particolarmente attento dell’isolamento elettrico. La sfida non consiste soltanto nella progettazione di un motore compatto e potente, ma anche nel garantire che i suoi materiali e le sue connessioni resistano a tale tensione per anni, anche a temperature elevate, vibrazioni e condizioni operative estreme.

Un motore che fa qualcosa in più che muovere l’auto

Una delle chiavi risiede nel bobinato W-Pin, che utilizza conduttori continui di rame di forma rettangolare. Rispetto ai design convenzionali a forma di forchetta, composti da numerosi segmenti uniti tramite saldature, questa soluzione riduce le giunzioni elettriche intermedie. In cambio, richiede l’uso di pezzi lunghi e rigidi la cui forma e isolamento devono rimanere intatti durante la produzione.

Il processo impiega 12 conduttori piatti di rame, ciascuno lungo cinque metri, che vengono modellati con strumenti di precisione per realizzare 24 pieghe. Manipolarli senza deformazioni indesiderate già rappresenta una difficoltà; farlo senza danneggiare il loro rivestimento isolante è ancora più delicato, poiché un difetto può compromettere l’intero bobinato.

Tra i dati resi noti spicca una densità di potenza del motore di 19,06 kW/kg, equivalente a 25,9 CV per chilogrammo. Il controller, invece, raggiunge 226,92 kW per litro, corrispondenti a 308,5 CV per litro.

Inizialmente il team ha provato un metodo che prevedeva di ruotare i conduttori di 180 gradi durante la piegatura. Tuttavia, le rotazioni ripetute causavano stiramenti e mettevano a rischio l’isolamento. La soluzione è stata sostituirlo con un processo di conformazione in un unico piano, evitando tali rotazioni successive.

Secondo i dati resi noti dal progetto, il processo controlla uno strato isolante spesso 0,14 millimetri e mantiene le tolleranze di montaggio del motore entro i 0,02 millimetri. Si tratta di misure che aiutano a comprendere perché l’industrializzazione abbia un ruolo così importante in questo sviluppo: produrre un’unità funzionante è solo una parte del lavoro; ripeterlo in modo costante ne è un’altra.

Per verificare la resistenza del sistema sono state effettuate 1.300 ore di funzionamento continuo ad alta temperatura senza alcun guasto. Un altro programma ha accumulato più di 500 ore in condizioni simulate a 5.500 metri di altitudine, combinando alta tensione, commutazioni elettroniche fino a 15.000 volte al secondo e aumenti improvvisi del regime del motore.

Anche l’intero insieme è stato sottoposto a vibrazioni casuali su tre assi fino a 5,5 g e a temperature comprese tra −40 e +85 gradi per più di due mesi. L’altitudine aggiunge una difficoltà particolare: la minore pressione atmosferica può ridurre la capacità isolante dell’aria, rendendo più impegnativo il funzionamento dei componenti ad alta tensione.

Un altro importante vantaggio è la sua funzione di aumento della tensione durante la ricarica, con una potenza massima dichiarata di 202,78 kW (276 CV). Il sistema sfrutta le bobine del motore come induttanza e gli elementi di commutazione dell’inverter per elevare la tensione della corrente continua proveniente dal caricabatterie.

Questo permette di adattare l’elettricità di una stazione a bassa tensione a una batteria ad alta tensione, senza la necessità di un convertitore elevatore indipendente dedicato a tale compito. Il motore non diventa un punto di carica autonomo: i suoi componenti partecipano alla conversione elettrica necessaria per sfruttare determinate stazioni.

Né significa che l’auto possa ricevere tale potenza in qualsiasi caricabatterie. Il risultato dipenderà da ciò che la stazione è in grado di fornire e dalle condizioni dell’auto stessa. La cifra annunciata corrisponde al picco della funzione di elevazione della tensione, non a una potenza costante per tutta la sessione di carica.

La tecnologia è entrata in produzione a dicembre 2024 e, secondo le informazioni del progetto, viene utilizzata nei Nio ET9, ES8 ed ES9, nonché negli Onvo L90 e L80. Lo sviluppo ha portato anche all’ottenimento di 146 brevetti e a contributi per sei normative nazionali cinesi nel settore automobilistico.

La particolarità di questa soluzione risiede nella combinazione delle funzioni. Nio mira ad aumentare la densità di potenza e a sfruttare il sistema di propulsione durante la ricarica, riducendo così la necessità di componenti specifici. Per il conducente, il valore pratico risiederà nel modo in cui tale integrazione si traduce in efficienza, affidabilità e capacità di utilizzare caricabatterie con tensioni diverse.

Fonte | Auto Anhuinews