Por qué los motores de flujo axial son tema de interés en los coches eléctricos?

Los motores de flujo axial, que ofrecen de dos a cuatro veces más par en el mismo volumen, marcan el nuevo límite de la densidad de potencia en los vehículos eléctricos.
Los motores de flujo axial, que ofrecen de dos a cuatro veces más par en el mismo volumen, marcan el nuevo límite de la densidad de potencia en los vehículos eléctricos.

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En motores de flujo axial, el flujo magnético fluye en paralelo al eje de rotación del motor; a diferencia del flujo radial (dirección de la armadura) de los clásicos motores de flujo radial, atraviesa un rotor con forma de disco en una línea recta de polo a polo. Este corto camino de flujo y el gran diámetro activo permiten extraer más par y potencia del mismo volumen; por eso la arquitectura de flujo axial se habla cada vez más en vehículos eléctricos orientados al rendimiento. Entonces, ¿por qué no se usa en todos los vehículos, sino todavía solo en modelos seleccionados?

Lo más destacado

  • Con un diseño adecuado, los motores de flujo axial pueden ser 2-4 veces más densos en par que sus equivalentes de flujo radial.
  • En el prototipo de laboratorio se reportaron 550 kW de potencia, 13,1 kg de masa y 42 kW/kg de densidad de potencia.
  • Mercedes-Benz inició la producción en serie a gran escala de motores de flujo axial en junio de 2026 en Berlin-Marienfelde.
  • La gestión térmica y la complejidad de fabricación se mantienen como los principales cuellos de botella de la arquitectura.

¿Qué es el flujo axial y en qué se diferencia del flujo radial?

En todo motor eléctrico, el flujo magnético sale del imán, atraviesa el entrehierro y llega a los devanados, y regresa siguiendo un camino cerrado. La diferencia está en la geometría de ese camino. En el motor de flujo radial - la topología dominante hoy en los vehículos eléctricos - el estator es un paquete cilíndrico y el flujo atraviesa en dirección radial del cilindro, es decir, perpendicular al eje de rotación. El flujo recorre un largo camino desde un polo del rotor hasta un diente del estator, desde el hierro trasero (yugo) del estator hacia otro diente y de allí hacia otro polo del rotor.

En el motor de flujo axial, en cambio, el rotor y el estator se convierten en discos dispuestos uno junto a otro a lo largo del eje; el entrehierro también es plano. El flujo va directamente de polo a polo a través del entrehierro, en paralelo al eje. Este camino corto reduce la reluctance del campo magnético, lo mantiene fuerte y eleva la eficiencia y la densidad de potencia. Además, como el camino del flujo es unidireccional, se puede usar acero eléctrico de grano orientado; este material ofrece una mayor permeabilidad y, al reducir las pérdidas en el hierro, puede aportar una ganancia de eficiencia de hasta el 2%.

Configuraciones comunes

Las máquinas de flujo axial se fabrican en tres disposiciones básicas:

  • Un estator - un rotor: La estructura más simple, pero la atracción magnética unilateral somete al rotor a tensión y requiere un yugo.
  • Doble estator - un rotor: Dos estatores envuelven al rotor por ambos lados; la atracción magnética se equilibra y es la opción más común en aplicaciones de alta potencia.
  • Un estator - doble rotor: Elimina la necesidad del yugo; ofrece una estructura más ligera y eficiente.

¿Por qué se obtiene más par del mismo volumen?

El par es el producto de la fuerza por el radio. En el motor de flujo radial, como el material activo se encuentra dentro de un paquete cilíndrico, las superficies que generan par escalan con el cuadrado del diámetro. En el diseño de flujo axial, en cambio, el material activo puede extenderse en una amplia zona hacia el radio exterior del disco y el par aumenta con el cubo del diámetro del rotor. Para el mismo volumen instalado, la superficie magnética y la superficie de refrigeración también son mayores.

Veámoslo con números: según el motor, los motores de flujo axial pueden ser 2-4 veces más densos en par que los motores de flujo radial estándar. El ejemplo de prototipo más llamativo, 550 kW (738 CV) que produce y que pesa solo 13,1 kg un motor: 42 kW/kg de densidad de potencia, presentado como el valor más alto anunciado hasta la fecha. Para comparar, el motor de 500 kW de uno de sus competidores enfocados en autonomía y eficiencia pesa 31,4 kg y alcanza un nivel de 16 kW/kg. Un ejemplo más cercano a la producción en serie es más moderado: un motor apilable de 37 kg, con 800 Nm de par y 98 mm de longitud axial, ofrece una densidad superior a 5 kW/kg.

MotorPotencia máximaMasaDensidad de potencia
Motor prototipo de flujo axial (2025)550 kW13,1 kg42 kW/kg
Motor de referencia de flujo radial (gama alta)500 kW31,4 kg16 kW/kg
Motor de flujo axial orientado a producción en serie-37 kg>5 kW/kg
Motor de flujo axial de clase aeronáutica (rango de ejemplo)--4,58-5,02 kW/kg

La conclusión de la tabla es clara: el flujo axial lidera claramente en densidad de potencia máxima; pero esta ventaja no es válida para todas las revoluciones ni para todos los puntos de funcionamiento. A bajas revoluciones, el flujo axial ofrece mejor par, mientras que a altas revoluciones el flujo radial puede generar más potencia. Además, el flujo axial no es automáticamente más eficiente en cada punto de funcionamiento; la eficiencia depende del diseño, los materiales, la velocidad y la estrategia de refrigeración.

¿Por qué los motores de flujo axial en coches eléctricos son motivo de interés?

Porque en el segmento de alto rendimiento ya hay productos concretos en camino. Mercedes-AMG GT 4-Touring Coupe destaca como una de las primeras aplicaciones de producción en serie con motor de flujo axial; se anunció que su variante genera una potencia máxima de 860 kW (1.169 CV) con tres motores de flujo axial. La empresa inició en junio de 2026 la producción en serie a gran escala de estos motores en la fábrica de Berlín-Marienfelde e indicó que la fabricación requiere una precisión extraordinaria, fiabilidad de procesos y automatización. En la fase de concepto, se anunció que los motores del AMG GT XX Concept, que equipa tres motores de flujo axial, tienen el triple de densidad de potencia y un tercio menos de masa; la plataforma AMG.EA combina estos motores con celdas de batería de refrigeración directa.

La segunda razón es la libertad de empaquetado que ofrece la topología. Los motores de flujo axial pueden apilarse como discos finos; una longitud axial tan corta como 98 mm permite un motor integrado dentro de un drivetrain activamente concurrido. La misma geometría también es atractiva para los motores de rueda: su baja masa, al no aumentar en exceso las masas no suspendidas en la suspensión, hace que el flujo axial se considere uno de los candidatos más fuertes para la arquitectura de motor de rueda, aunque también hay desarrolladores competidores que trabajan en motores de rueda de flujo radial sin concurrencia y de doble rotor, y este debate arquitectónico continúa.

La tercera referencia es la aviación. Un avión que batió el récord de velocidad eléctrico voló con tres motores de flujo axial; los proveedores de motores trabajan con objetivos de 50 kW/kg para la clase aeronáutica. Que la automoción y la aviación converjan hacia la misma topología aumenta el interés de la comunidad ingenieril y la curiosidad del público.

La estela de YASA

YASA - cuyo nombre proviene de la arquitectura Yokeless and Segmented Armature y que hoy es una filial de Mercedes-Benz - es el nombre más visible del flujo axial en la automoción. Sus motores se Koenigsegg Regera, Ferrari SF90 Stradale y 296 GTB, Lamborghini Revuelto y McLaren Artura se utilizaron en vehículos de rendimiento híbridos y eléctricos; Jaguar C-X75 también estuvo presente en el concepto. No es casualidad que todos estos vehículos pertenezcan al segmento de alto rendimiento: la tecnología sigue siendo cara y difícil de fabricar, por lo que entra primero en el segmento superior.

Obstáculos ante la producción en serie

Aksiyel akı motorların henüz her garajda olmamasının sebebi mühendislik zekâsı değil, onlarca yıllık üretim zincirine sahip radyal akı rakiplerinin olgunluğudur.

La ventaja electromagnética es una cosa; escalable a cientos de miles de unidades es otra. Hay razones concretas por las que el flujo axial no puede liberarse:

  • Límites mecánicos: El amplio disco del rotor genera una alta inercia y fuerzas centrífugas considerables; puede limitar las rpm máximas. Los discos del rotor deben soportar tensiones mecánicas y tolerancias estrechas de entrehierro.
  • Precisión de fabricación: La planitud, la concentricidad, el equilibrado y el control de tolerancias son más críticos que en el flujo radial. Los segmentos en forma de cuña pueden provocar una distribución irregular del flujo, y los segmentos que se estrechan hacia el centro restringen el espacio para el devanado.
  • Coste: Los costosos procesos de unión y ensamblaje impidieron que muchos conceptos llegaran a la producción en serie. Los fabricantes de automoción esperan pruebas de fiabilidad a largo plazo para la producción en serie.
  • Brecha de madurez: Los motores de flujo radial cuentan con una cadena de producción de décadas y numerosos proveedores; el equipo de producción del flujo axial es menos maduro.

Gestión térmica: la restricción vinculante

La configuración axial compacta reduce la superficie para disipar el calor. Para el rendimiento continuo, la gestión térmica se describe en la literatura como una restricción vinculante reconocida; debido a la alta densidad de calor se trabaja en soluciones de refrigeración líquida. Tener una mayor superficie de refrigeración para el mismo volumen supone una ventaja, pero la geometría de las fuentes de calor difiere del flujo radial y la colocación de los canales de refrigeración en el plano del disco plantea un problema de diseño aparte. Resultado práctico: los motores de flujo axial entregan su potencia máxima cómodamente durante periodos cortos, mientras que la potencia continua la determina el límite térmico.

Par de cycloidal (cogging) y acústica

En los motores axiales de imanes permanentes, el par de cogging - la fluctuación del par que surge de la tendencia del rotor a alinearse con los dientes del estator de los imanes - puede ser una fuente de vibraciones y ruido acústico a bajas rpm. Existen técnicas de reducción, como las distribuciones alternas de polos magnéticos; esto es una capa adicional de optimización de diseño que se suma a las tolerancias de fabricación.

Avances actuales y límites no verificados

El frente de la arquitectura se está ampliando. En junio de 2026, investigadores chinos lograron 18.000 rpm con 25,73 kW/kg se alcanzó y se informó que ofrece una reducción del tamaño axial con aproximadamente un 50% menos de peso en comparación con los motores tradicionales; estas cifras se basan en noticias secundarias aún no confirmadas de forma independiente. Afirmaciones que circulan en redes sociales, como los tiempos de aceleración de 0-100 km/h, también esperan una verificación oficial. Por otro lado, en el ámbito de la aviación hay pasos más sólidos: en 2025, un desarrollador de aeronaves de carga anunció oficialmente que comprará motores a un proveedor especializado en motores de flujo axial.

Los expertos en topología tienen una advertencia importante: la pregunta de si el flujo axial es electromagnéticamente superior es, por sí sola, la pregunta equivocada. El motor es un elemento del sistema; si no genera valor de sistema junto con el inversor, la refrigeración, la transmisión y el coste de producción, la ventaja no se materializa automáticamente. Por eso, la mayoría de los analistas prevé que el flujo radial seguirá siendo el caballo de batalla del mercado convencional, mientras que el flujo axial ganará terreno en los segmentos de rendimiento y nicho.

Conclusión: La Ventaja es Real, el Camino es Largo

La arquitectura de flujo axial se basa en una justificación sólida del lado de la física: un camino magnético corto, un gran diámetro activo y un par que crece con el cubo del diámetro. Los valores prototipo que alcanzan 42 kW/kg demuestran que esta ventaja no es un cuento. Pero la misma física trae consigo un rotor grande, una gestión térmica exigente y tolerancias de fabricación rigurosas. La conclusión hoy es esta: los motores de flujo radial sostienen el mercado convencional con su eficiencia, coste y madurez de producción; mientras que el flujo axial avanza como una alternativa potente allí donde el alto par y la densidad de potencia son determinantes: automóviles de rendimiento, arquitecturas de motor en rueda y aviación eléctrica. La producción en serie a gran escala que Mercedes-Benz iniciará en 2026 será el primer examen serio del proceso de salida del nicho de esta topología.

Fuentes