De X-Division van Helix heeft voor een hypercar-project vde SPX177 motor ontwikkeld. Met een gewicht van slechts 28 kg en een continu vermogen van 650 kW is de SPX177 de krachtigste pure batterij-elektrische voertuigmotor (BEV) die het bedrijf ooit heeft geproduceerd.
Derek Jordanou-Bailey, hoofdingenieur bij Helix, nam de algehele verantwoordelijkheid voor het project op zich. Hij werkte zeven jaar bij Integral Powertrain (IP), waaruit Helix in 2022 ontstond, en daarna bij Mercedes-AMG HPP (High Performance Powertrains) aan F1-motoren. In 2018 keerde hij terug naar IP, nu Helix.
Over het project zegt hij: “De SPX177-motor maakt gebruik van het ’topsegment’ in materialen en grijpt terug op ons motorsportverleden. Onze SCT (Scalable Core Technology) is bedoeld om producten te leveren die zijn afgestemd op de eisen van de klant en die gemakkelijk in grote series kunnen worden geproduceerd. Maar voor dit project lag de nadruk op ultieme prestaties, waarbij we accepteerden dat het veeleisender zou zijn om de machine in iets meer dan kleinere series te produceren. In die termen is het net een F1- of Formule E-machine.
Compact en krachtig
“Hij is klein en weegt slechts 41 kg, inclusief de omvormer van 13 kg. Het is een 2x 3-fasen motor, dus de stroom wordt verdeeld over twee omvormers, een noodzakelijke aanpak om te voldoen aan de eisen voor fasestroom bij ‘normale’ DC-spanningen op dit extreem hoge vermogensniveau. Zowel de motor als de omvormer hebben een extreem hoge vermogensdichtheid. Zes hoogspanningskabels verbinden de omvormer met de motor, terwijl een LV-connector de verschillende besturingssignalen doorgeeft.”
650kW vermogen
Helix heeft het SPX177-project ontwikkeld voor een niet nader genoemde hypercar-fabrikant en Jordanou-Bailey bevestigt dat er een enkele motor met een continue vermogen van 650 kW in het voertuig zal worden geïnstalleerd. Hij merkt op dat de motor meer dan 700kW piek leverde op de testbank en “…het zou potentieel nog meer kunnen leveren, maar we hebben het niet geforceerd”. Zelfs in vergelijking met de allernieuwste, sterk opgevoerde verbrandingsmotoren (bijvoorbeeld de McLaren Artura), weegt de SPX177 minder dan 1/7e voor een gelijkwaardig continu vermogen, hoewel Jordanou-Bailey toegeeft dat de batterij veel meer weegt dan het brandstofreservoir van de verbrandingsmotor. Het accupakket is daarom het belangrijkste onderdeel van een elektrische hypercar, maar de lage massa van de SPX177 maakt het mogelijk om te kiezen waar de motor wordt geplaatst, zodat de architectuur van de auto kan worden geoptimaliseerd voor bijvoorbeeld een laag zwaartepunt en een schonere aerodynamica.
Unieke architectuur
Terugdenkend aan de oorsprong van het project en hoe het resulteerde in een product dat uiteindelijk werd getest en verscheept naar de klant, herinnert Jordanou-Bailey zich: “De klant vertelde ons welk piekvermogen hij wilde en eiste een zeer hoog stationair vermogen. Op dit moment is het lastig om voldoende energie te leveren om dat uitvoerniveau te handhaven, maar op termijn zal dat waarschijnlijk wel mogelijk zijn en de klant wilde er zeker van zijn dat zijn vlaggenschip daar klaar voor was.
“We hadden een architectuur nodig die de verliezen en de gegenereerde warmte minimaliseert, vooral bij hoge snelheden. Dat betekende een behoorlijke verandering in de manier waarop de motor werd gewikkeld, omdat het minimaliseren van weerstandsverliezen resulteert in een machine met een zeer lage inductie. Het schakelen in de frequentieregelaar kan veel ruis en harmonischen genereren en dit is een grotere uitdaging bij een motor met een lage inductantie. Het softwareteam heeft geweldig werk geleverd door een nieuwe manier te ontwikkelen om de fasestromen in de SPX177 motor te regelen.”
Meer vermogen dan voorspeld
Het resultaat is een machine die extreem goed liep en meer vermogen leverde dan het team had voorspeld. “Ik denk dat dat voor een groot deel te danken is aan onze aandacht voor details,” vervolgt Jordanou-Bailey. “We hebben de motor ontworpen en de besturingsproblemen opgelost, terwijl we ook goed hebben nagedacht over de koeling aan boord. We hebben nooit gedacht ‘het zal wel’, we hebben naar alles gekeken en het beste gedaan wat we konden. En dit is het resultaat, een motor die opmerkelijk goed koelt en een recordvermogen in stationaire toestand levert.”
Iets meer dan twee jaar
Wat het projectteam betreft, zegt Jordanou-Bailey dat het oorspronkelijke technische concept afkomstig was van Luke Barker, een van de vier directeuren van Helix. Een team van niet meer dan 12 ingenieurs, waaronder Jordanou-Bailey zelf – hoewel hij beweert dat hij ‘niet het zware werk heeft gedaan’ – voltooide het werk, inclusief de bouw, in iets meer dan twee jaar.
Kleine productieserie
Er wordt gewerkt aan een voorstel voor een eerste kleine ‘productie’-serie van de SPX177 en ondertussen ondersteunt Helix de klant bij de integratie van de krachtbron in het voertuig. “Dan is er nog contact met hun softwareteam, maar omdat de motor en omvormer al gekoppeld zijn, verwachten we dat het grotendeels plug-and-play zal zijn,” besluit Jordanou-Bailey.