H3X replantea el motor eléctrico para impulsar la próxima fase de movilidad

Es fácil ver que los vehículos eléctricos son el futuro, pero hay más para lograr ese cambio que cambiar un motor de gasolina por uno de batería, especialmente en aviones. H3X es una startup que tiene como objetivo acelerar ese futuro con un motor eléctrico reinventado y completamente integrado que, según afirma, supera a todo lo que hay en el mercado.

El pequeño equipo fundador, el CEO Jason Sylvestre, el CTO Max Liben y el COO Eric Maciolek, se conocieron en la universidad mientras participaban en un programa de construcción y carreras de vehículos eléctricos. Después de períodos en la industria de la tecnología y el automóvil (incluso en Tesla y SpaceX), la tripulación se reunió cuando vio que el Departamento de Energía estaba ofreciendo una recompensa por motores eléctricos mejorados de alta densidad de potencia.

“El problema se adaptaba de forma única a nuestras habilidades y también a nuestras pasiones; estamos entusiasmados con estas cosas. Nos preocupamos por la descarbonización de los diferentes sectores de tránsito, y la aviación se convertirá en una parte creciente de la huella de carbono global en las próximas décadas a medida que la electricidad mejore los vehículos terrestres ”, dijo Liben. «Simplemente decidimos dar un salto de fe y aplicar a Y Combinator».

El vuelo eléctrico no es tanto una idea descabellada como una que se encuentra en sus primeras e incómodas etapas. Las naves livianas como los drones pueden hacer mucho con las baterías y los motores disponibles, y las pequeñas aeronaves convertidas como los hidroaviones pueden realizar vuelos cortos, pero eso es casi el límite con la forma en que están las cosas hoy.

El problema es principalmente una simple falta de energía: la energía requerida para propulsar un avión lo suficientemente rápido como para generar sustentación crece exponencialmente a medida que aumenta el tamaño y la masa del avión. Un puñado de kilovatios-hora servirán para un dron, y algunas baterías a escala EV funcionarán para un avión ligero, pero más allá de eso, la energía requerida para tomar vuelo requiere baterías cuyo volumen y peso hacen que el vuelo no sea práctico.

El laboratorio H3x con alguien trabajando en un motor del tamaño de una tostadora.

Créditos de imagen: H3X

Por supuesto, no tiene por qué ser así. Y hay dos vías generales de mejora: mejores baterías o mejores motores. Entonces, puede colocar más energía en la misma masa o usar la energía que tiene de manera más eficiente. Ambos están siendo perseguidos por muchas empresas, pero H3X afirma haber dado un gran paso adelante en la densidad de potencia que podría desbloquear nuevas industrias de la noche a la mañana. Si bien incluso una mejora del 10% o 20% en la potencia por kilogramo (por ejemplo, un motor de 50 libras que genera 120 caballos de fuerza en lugar de 100) sería notable, H3X dice que su motor está funcionando a alrededor del 300% de la producción de la competencia.

¿Cómo? Se trata de integración, explicó Liben. Si bien las piezas son similares en algunos aspectos a los motores y conjuntos de potencia que existen ahora, el equipo básicamente comenzó desde cero con la idea de maximizar la eficiencia y minimizar el tamaño.

Los motores eléctricos generalmente tienen tres secciones principales: el motor en sí, un sistema de suministro de energía y una caja de cambios, cada uno de los cuales puede tener su propia carcasa y venderse y montarse por separado. Una de las razones por las que no todas son una máquina grande es la temperatura: las piezas y los sistemas de refrigeración de la caja de cambios, por ejemplo, podrían no funcionar a las temperaturas generadas por el motor o el sistema de potencia, o viceversa. Póngalos juntos y uno puede hacer que el otro se bloquee o falle. Las diferentes secciones solo tienen diferentes requisitos, lo que parece natural.

H3X desafía este paradigma con un diseño integrado novedoso, pero Liben tuvo cuidado de aclarar lo que eso significa.

“No solo tomamos la caja del inversor y la colocamos en la parte superior y la llamamos integrada ”, dijo. “Todos los componentes están íntimamente conectados a la misma carcasa y motor. Estamos creando un diseño verdaderamente integrado que es uno de los primeros de su tipo en este nivel de potencia «.

Y por «uno de los primeros» no quiere decir que Airbus tenga uno en algunos motores, sino que ha habido proyectos de investigación en este sentido, nada destinado a la producción.

La idea de que nadie más ha llegado tan lejos al poner todo en la misma caja a escalas que podrían usarse comercialmente puede sonar sospechosa para algunos. Uno pensaría que los actores existentes en la industria aeroespacial habrían estado ladrando este árbol durante años, pero Liben dijo que las grandes empresas son demasiado lentas para innovar y demasiado invertidas en otros métodos, mientras que las más pequeñas tienden a evitar el riesgo mejorando gradualmente los diseños existentes exitosos. y compitiendo entre ellos. «Nadie está apuntando al nivel de rendimiento que estamos viendo en este momento», dijo.

Créditos de imagen: H3X

Pero no es como si H3X tropezara con un solo avance que mágicamente triplicó el rendimiento de los motores eléctricos.

«No confiamos en una gran tecnología o algo así, no hay una fórmula mágica», dijo Liben. “Hay algunas mejoras que tienen ganancias muy significativas, como un 50% mejor que el estado del arte, y muchas áreas que agregan un 10% -20%. Es bueno desde el punto de vista del riesgo técnico «.

Entró en detalles considerables sobre muchas de esas mejoras, pero los lectores menos tecnológicos, si incluso han leído hasta aquí, podrían cerrar la pestaña si trataba de contar toda la conversación. En resumen, se trata de combinar avances en materiales, fabricación y componentes eléctricos para que actúen de forma sinérgica, permitiendo cada uno utilizar al otro con el mejor efecto.

Por ejemplo, el hardware de conmutación de energía mejorado recientemente se puede ejecutar a temperaturas más altas y manejar cargas más altas; esto aumenta el rendimiento pero también permite una infraestructura de enfriamiento compartida. La infraestructura compartida se puede mejorar en sí misma mediante el uso de nuevas técnicas de impresión 3D de cobre puro, que permiten que quepa más refrigeración dentro de la carcasa. El uso de la impresión 3D significa geometrías internas personalizadas para que el motor, la caja de engranajes y la entrega de potencia puedan montarse en posiciones óptimas entre sí en lugar de atornillarse donde lo permitan los métodos existentes.

El resultado es un motor todo en uno, el HPDM-250, que es más pequeño que muchos de los de la competencia, pero produce mucha más potencia. Los mejores motores de producción que existen son alrededor de 3-4 kilovatios por kilogramo de potencia continua. El prototipo de H3X produce 13, casualmente, justo por encima de la densidad de potencia teórica que permitiría aviones de pasajeros de rango medio.

Render CG de bobinas de cobre impresas en 3D.

Créditos de imagen: H3X

Existe el riesgo de que apilar técnicas de vanguardia como esta haga que el costo aumente más rápido que el rendimiento. Liben dijo que, si bien es definitivamente más caro de alguna manera, el tamaño más pequeño y el diseño integrado también conducen a nuevos ahorros en costos, tiempo o material.

“La gente piensa, ‘impresión 3D de cobre, ¡eso es caro!’ Pero cuando lo compara con los devanados de súper alto rendimiento que necesitaría de otra manera, y las diferentes formas en que los fabrica, eso puede requerir muchos pasos manuales y personas involucradas … puede ser mucho más simple imprimir algo ”, él explicado. “Puede ser contradictorio, pero al menos según el costo de mi lista de materiales [lista de materiales], cuando vendes algo tres veces más pequeño que el otro, incluso si se trata de materiales de alto rendimiento, en realidad no es tan caro como pensar. Según los clientes con los que hemos hablado hasta ahora, creemos que estamos en un buen lugar «.

Dar servicio a un motor completamente integrado también es fundamentalmente más complejo que hacerlo para uno estándar, pero Liben señaló que tuvieron cuidado de pensar en el mantenimiento desde el principio, y también eso, aunque puede ser un poco más difícil de reparar. su motor que uno eléctrico ordinario, es mucho, mucho más simple que dar servicio incluso a los motores de gasolina más confiables y conocidos.

Créditos de imagen: H3X

A pesar de las enormes ganancias que afirma H3X, el mercado objetivo de aviones de pasajeros no es uno al que ellos, o cualquiera, puedan simplemente lanzarse. Las industrias fuertemente reguladas, como los viajes aéreos, requieren años de trabajo y tecnología que demuestre cambiar el estilo de los sujetadores, y mucho menos el método de propulsión.

Por lo tanto, H3X se está enfocando en las numerosas industrias más pequeñas y menos reguladas que podrían usar una propulsión eléctrica enormemente mejorada. Los drones de carga , los botes eléctricos y los taxis aéreos aún pueden ser vistas raras en este planeta, pero un gran golpe en la potencia y la eficiencia del motor podría ser lo que los ayude a pasar del nicho (o vaporware) a la corriente principal. Ciertamente, estas tres aplicaciones podrían beneficiarse enormemente de un rango o capacidad de carga útil mejorados.

Pasar a vuelos de pasajeros no es un sueño lejano, exactamente, sugirió Liben: “Ya estamos en camino, esto no es algo del tipo de 20 años antes. En los últimos años, los plazos se han reducido drásticamente. Pronto podría tener un vehículo eléctrico con batería completa, pero no será suficiente para vuelos más largos «.

Todavía hay un papel para motores como el H3X en aviones híbridos que usan combustible para aviones, baterías y quizás incluso celdas de combustible de hidrógeno de manera intercambiable. Al igual que el cambio a los coches eléctricos, no ocurre de una vez y no es necesario para los fines de su negocio. «Eso es lo mejor de los motores», dijo Liben. «Son tan omnipresentes».

H3X se negó a revelar fondos o socios, aunque es difícil creer que el equipo podría haber llegado tan lejos sin algún tipo de capital e instalaciones importantes; este tipo de proyecto supera al banco de trabajo del garaje bastante rápido. Pero con el día de demostración de Y Combinator que tendrá lugar mañana, parece probable que recibirán muchas llamadas durante las próximas semanas, después de lo cual puede ser razonable esperar que se junte una ronda de semillas. Los 105 millones de dólares en LOI tampoco pueden hacer daño.

Si los prototipos de H3X funcionan tan bien en la naturaleza como en el banco, es muy posible que permitan una gran cantidad de nuevas aplicaciones de transporte eléctrico. Estaremos observando de cerca para ver cómo el juego de la startup afecta el futuro de la movilidad eléctrica.