El reto de fabricar componentes para autos eléctricos

El reto de fabricar componentes para autos eléctricos

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Según expertos de la industria automotriz, en solo siete años circularán en el mundo entre 40 y 70 millones de vehí­culos eléctricos. ¿Están preparados los talleres metalmecánicos para satisfacer dicha demanda y para producir los componentes que demandarán estos autos? 

Para producir autos eléctricos con éxito se requiere un pensamiento radicalmente diferente. La industria automotriz está en un punto de inflexión en el que las bases de funcionamiento ya no serán las mismas. Los OEM’s establecidos y sus proveedores tradicionales deberán replantearse sus enfoques para mantener sus ingresos y rentabilidad. 

A finales de 2017 habí­a 165 modelos de autos eléctricos disponibles en el mercado. Se estima que en los siguientes tres años se lanzarán 340 nuevos modelos de vehí­culos eléctricos de baterí­a (BEV, por sus siglas en inglés) y de vehí­culos hí­bridos eléctricos enchufables (PHEV), lo que elimina la barrera de la disponibilidad para una mayor aceptación en el mercado y marca la ruta hacia su comercialización masiva. 

En 2017, por primera vez, las ventas mundiales de autos eléctricos rebasaron el millón de unidades para llegar a 1,233,600 de vehí­culos comercializados.

Según un análisis de la consultora global McKinsey & Company, esto ha motivado a varios paí­ses a establecer una fecha lí­mite para la comercialización de vehí­culos a diesel y gasolina. Noruega planea que el total de los autos vendidos en su territorio en 2025 sean eléctricos, y Francia, Reino Unido y el estado de California (EE. UU.) han marcado 2040 como el fin de los autos de combustión. 

En esta ruta, por primera vez en 2017, las ventas mundiales de autos eléctricos rebasaron el millón de unidades para llegar a 1,233,600 de vehí­culos comercializados, impulsando la producción y acelerando el mercado. 

Si las previsiones más optimistas se cumplen, en solo siete años circularán en el mundo entre 40 y 70 millones de coches eléctricos, incluso, las menos optimistas indican que en 2025 se producirán unos 20 millones de autos electrificados en un año, lo que no deja margen de esperar a que la tecnologí­a sea madura para integrarse en esta nueva cadena de valor que planteará retos y nuevas oportunidades. 

“Esto viene muy rápido. Dicen los expertos que ya para 2025 se empezará a tener una producción masiva y no serí­a para 2030 o 2050. Nuestra industria hoy ya tiene que pensar cómo va a adecuar su capacidad en México para los nuevos vehí­culos”, asegura Eduardo Medrano, presidente de Single Source Technologies, proveedor global de máquinas herramienta. 

Eléctrico vs combustión interna

Se habla de que 80 % de los componentes de los coches eléctricos seguirán siendo los mismos que los que tienen los autos convencionales de combustión interna, pero la nueva cadena de suministro para autos eléctricos no se compara con la actual cadena automotriz, en cuanto a valor agregado y complejidad de sus componentes. 

Un estudio realizado por McKinsey & Company y A2Mac1, empresa global de benchmarking automotriz, revela que para fabricar un vehí­culo eléctrico de alto rendimiento se requiere la construcción de una plataforma nativa para ello, no una plataforma heredada de vehí­culos de combustión interna, esto por la capacidad para la colocación del paquete de baterí­a que darí­a mayor autonomí­a al auto y porque se consigue mayor espacio interior. 

Dicen los expertos que ya para 2025 se empezará a tener una producción masiva y no serí­a para 2030 o 2050".

Eduardo Medrano, presidente de Single Source Technologies.

Y ese es solo el comienzo, porque mientras los fabricantes de equipos originales ahora obtienen los componentes para el motor recurriendo a la integración vertical casi total o mediante la subcontratación, la electrificación del motor también será disruptiva en este tema. 

“Dada la menor complejidad y el menor potencial para la diferenciación de la mayorí­a de los componentes del tren motriz de vehí­culos eléctricos, esperamos que los OEM’s subcontraten una mayor proporción de estos componentes en el futuro”, asegura la consultora, y advierte que esto amenaza la posición competitiva de los fabricantes de equipo original y sus proveedores de tren motriz. 

Tan solo en el motor la clave de la transformación está en las piezas móviles, que en un vehí­culo eléctrico son 90 % menos que en uno de combustión interna, más otras piezas de la transmisión, el acople del motor, etcétera, lo que representa un riesgo significativo para los OEM establecidos y sus proveedores de primer nivel. 

“Estas partes son fabricadas por proveedores Tier 1 y Tier 2, y si uno le quita el 90 % de las partes, pues una aproximación, aunque no sea precisa, es que probablemente más de la mitad de la capacidad instalada de fabricación de partes metalmecánicas para autos va a quedar ociosa porque ya no se van a necesitar”, explica Ernesto Sánchez, fundador de las empresas Seerauber Automotive, de servicios de manufactura para la industria automotriz y Enery, dedicada al desarrollo de software y hardware para la gestión de la energí­a. 

La realidad es que, como explican los expertos, la manufactura de un motor eléctrico es mucho más sencilla y de más bajo costo, y es también más eficiente al lograr mayor potencia y un más alto torque en comparación con un motor de combustión interna. 

Al tener un juego de baleros y una sola flecha, sus piezas son estáticas por lo tanto tiene menos desgaste que uno de combustión y puede durar 10 años sin mantenimiento. En cuanto a piezas metálicas, el motor eléctrico tiene un núcleo estator, su armazón; un núcleo rotor y una flecha; y tiene las tapas que son un alojamiento de los baleros. 

Sus componentes tienen devanados de alambre de cobre, la geometrí­a es diferente, no tiene válvulas, y es posible habilitar un diferencial electrónico por software, entonces ya no requiere los engranes y todos los elementos que forman el diferencial. 

Los materiales para un motor eléctrico también son diferentes porque se utilizan aceros eléctricos o materiales capaces de conducir los campos magnéticos y son el tipo de insumos que no se fabrican en México. 

Tomás Gottfried, gerente de planta de Potencia Industrial, fabricante de generadores y motores eléctricos, explica que los núcleos están hechos mediante laminación eléctrica, con un acero especial que se tiene que troquelar; las tapas se fabrican en fundición de aluminio para reducir el peso lo más posible y el rotor está compuesto por un núcleo también laminado. 

Por ahora creo que las cajas de engranes siguen siendo una solución, y no hay que subestimar que ya hay una base instalada productiva y una experiencia de diseño y de manufactura".

Tomás Gottfried, gerente de planta de Potencia Industrial.

Además, lleva imanes permanentes que son capaces de generar gran potencia en un pequeño espacio, es decir que un motor de 40 hp en un coche eléctrico, equivale a uno de más de 200 hp de combustión interna en potencia. 

En esta transformación, la caja de engranes es un elemento que tiene todaví­a muchas ventajas porque favorece un mayor rango de operación y mantiene una alta eficiencia, y su costo sigue siendo mejor que tener tres o cuatro motores en un coche eléctrico para generar los mismos beneficios. 

“Por ahora creo que las cajas de engranes siguen siendo una solución, y no hay que subestimar que ya hay una base instalada productiva y una experiencia de diseño y de manufactura amplia automotriz en el tema de la caja de engrane. Yo no subestimarí­a el valor de eso, porque eso ya existe, se hace muy bien, y francamente son maravillosas en lo que se ha logrado. Todaví­a tienen futuro, sin duda, y la cuesta que tenemos los eléctricos para resolver eso todaví­a se ve bastante difí­cil. Yo creo que las cajas de engranes tienen por lo menos 10 años de permanencia en la industria”, asegura Tomas Gottfried. 

Respecto al proceso de producción, Eduardo Medrano señala que al haber menos piezas para maquinar habrá un cambio, y aunque seguirá habiendo uso de herramentales, empresas que hacen pistones o producen cabezas de cilindros u otras partes para motores de combustión, tienen que ir un paso adelante y alinearse al nuevo mercado. 

La manufactura aditiva se integrará de manera más habitual al proceso de producción, porque se pueden hacer productos más complejos, y si bien las máquinas herramienta no van a desaparecer, su uso será complementario con la manufactura aditiva y otras tecnologí­as. 

La cadena de suministro automotriz, sin duda, se está transformando, y según la visión de Ernesto Sánchez será algo más parecido a la cadena de suministro de la industria electrónica de hoy, a la cadena de suministro de una computadora, por ejemplo, con partes mecánicas, pero también con mucho de software. 

Y habrá énfasis en los sistemas de calidad con una configuración diferente a lo que comúnmente se prueba en piezas mecánicas puramente, porque habrá que probar conductividad, alto voltaje, seguridad eléctrica, entre otras. 

En la nueva cadena habrá menos proveedores metalmecánicos, pero también más proveedores eléctricos, electrónicos y de software, con las oportunidades que esto implica, contando que México tiene una larga experiencia en la industria eléctrica-electrónica global. 

Experiencia acumulada

 Con la evolución que ha tenido la industria, algunos proveedores de primer nivel han empezado a ofrecer una parte importante de componentes fuera de su negocio original, pero no es suficiente, ya que el panorama competitivo se complica con la entrada de nuevos jugadores a la industria automotriz. 

Ahora proveedores de servicios de movilidad como Uber, o los gigantes tecnológicos como Google y Apple, o nuevas OEM como Tesla, están cambiando las reglas del juego. 

“Si bien Tesla, Google y Apple actualmente generan un gran interés, creemos que representan solo la punta del iceberg. Es probable que muchos más jugadores nuevos ingresen al mercado, especialmente las empresas de alta tecnologí­a y las empresas de nueva creación que cuentan con muchos recursos”, advierte McKinsey & Company. 

Entre 1999 y 2017, México recibió USD 60.000 millones, de los cuales 63 % fue para partes y componentes automotrices. Esto se ha traducido en 20 complejos manufactureros en 14 estados del paí­s y en los últimos cinco años se construyeron 10 nuevas plantas automotrices. La producción también se ha diversificado al pasar de vehí­culos compactos y subcompactos a posicionarse en el exigente segmento de los vehí­culos de alta gama, de acuerdo con datos de la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (Cepal). 

“México tendrí­a que evolucionar en tres lí­neas: uno, en ir pensando cómo desarrollar productos que se vayan a aplicar en autos eléctricos; segundo, cómo aprovechar las nuevas tecnologí­as de manufactura para esas nuevas tendencias tecnológicas; y tercero, en todo esto que tiene que ver con la era digital, la Industria 4.0, y en cómo vamos a ir hacia allá”, prevé Eduardo Medrano, de Single Source Technologies. 

El hecho es que la ‘comoditización’ de la tecnologí­a está abriendo paso a nuevos actores en el escenario automotriz, una mayor participación de empresas en el diseño y desarrollo de tecnologí­as para el coche eléctrico y en nuevos servicios de movilidad, y la oportunidad de que por primera vez exista en el paí­s una o varias marcas de autos mexicanos. 

Ya tenemos empresas mexicanas que están desarrollando coches eléctricos completos, como Zacua México o Giant Motors, y yo creo que serí­a muy interesante que los componentes que ellos estén usando sean desarrollados por empresas mexicanas".

Ernesto Sánchez, fundador de las empresas Seerauber Automotive y Enery.

“Ya tenemos empresas mexicanas que están desarrollando coches eléctricos completos, como Zacua México o Giant Motors, y yo creo que serí­a muy interesante que los componentes que ellos estén usando sean desarrollados por empresas mexicanas. Creo que ese es el camino, esas empresas Tier 1 mexicanas que sean proveedores de estas marcas, después pueden también ser proveedores de Ford o de otras grandes armadoras que van a hacer coches en México”, comenta Ernesto Sánchez. 

En su opinión, el paí­s ya va tarde en el diseño y desarrollo de algunos componentes para autos eléctricos o incluso autónomos; sin embargo, es positivo al señalar que hay oportunidad en la manufactura de los paquetes de baterí­as, en sistemas de gestión de energí­a (battery management system) y en software de navegación para vehí­culos autónomos. 

Eduardo Medrano coincide en que la clave puede estar en el desarrollo de baterí­as de alto valor, donde las generaciones más jóvenes, capaces de diseñar y programar sus propios drones podrí­an entrar en este segmento. 

“Yo soy muy optimista y soy alguien que confí­a mucho en la capacidad que tiene nuestro paí­s y particularmente en manufactura somos talentosí­simos. Por tanto, lo único que hay que anticipar es que los empresarios vamos a evolucionar y vamos a generar mayor valor de nuestra participación como lí­der de manufactura en el mundo”, expresa. 

Finalmente, las empresas que decidan reconvertirse para la electrificación de autos, deberán contar con personal capacitado en eléctrica y electrónica, además de software, entre otras áreas; sin embargo, los especialistas aseguran que se pueden aprovechar las habilidades y experiencia de sus operadores actuales y formarlos en las áreas que haga falta para enfrentar los nuevos retos de producción. 

Este es solo un primer paso porque los cambios en el uso del coche y las nuevas formas de movilidad también tendrán un impacto en las ventas globales, sobre todo habrá una nueva disrupción una vez que los coches autónomos sean una realidad en dos o tres décadas.

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