La “hibridación” suave de los vehículos: tecnología Mild Hybrid de 48 voltios

La “hibridación” suave de los vehículos: tecnología Mild Hybrid de 48 voltios

Hace ya tiempo que en el sector de la posventa del automóvil se masculla acerca de los 48 voltios (V). La necesidad de cumplir con las normativas anticontaminación ha llevado ya a varios fabricantes a producir las primeras unidades de esta tecnología y, aunque no tienen la capacidad de trabajar en modo 100% eléctrico, los primeros dispositivos ya empiezan a testarse en el mercado. Parece que el futuro girará hacia los 48V pero sin que ello suponga, al menos de momento, eliminar del panorama a su hermano pequeño: los 12V.

Cuando hablamos de 48V, hablamos del camino hacia la hibridación suave de los vehículos. Es decir, de la ruta hacia una disminución de la contaminación, mejora del rendimiento y menor consumo de combustible. Aunque a muchos les resulte difícil de imaginar, poco a poco nos acercamos a un futuro más sostenible en la automoción. Y sería adecuado facilitar esta transición adaptando la plataforma actual de vehículos híbridos o eléctricos mediante una hibridación leve sin elevados costes.

El concepto base de los vehículos que emplean baterías de 48V es optimizar el uso del motor térmico enfocándolo únicamente hacia el propio desplazamiento. Así, la energía del resto de sistemas auxiliares y electicos (luces, navegación, elevalunas, climatización, etc.) se nutren del acoplamiento de esta fuente de energía eléctrica adicional.

En esta línea, los grandes analistas prevén un mercado mundial superior a 12 millones de automóviles “Mild Hybrid“ en 2025 para así cumplir con las normas de emisiones, cada vez más duras en los mercados chino y europeo. De esta cifra, más de la mitad provendría de la división híbrida.

En la mayoría de este tipo de vehículos, los fabricantes tienden a utilizar motores Downsizing, es decir motores de baja cilindrada y de alta potencia. Para ello, muchas marcas están recurriendo a motores de 1.000cm3 y de tres cilindros con turbocompresor; Motor de los que ya disponen y a los que van acoplando, según cada compañía, los distintos accesorios que consiguen la hibridación.

Por ejemplo, Peugeot trabaja con la tecnología “Hybrid Eco”, un sistema casi híbrido apoyado en una batería de Ion-litio de 48V. Esta batería se sitúa paralela a la de 12V (que alimenta los sistemas eléctricos normales en cualquier vehículo), concretamente en la zona del maletero. Estas baterías de 48V se cargan a través de un nuevo componente (denominado BSG en el caso de Valeo): un alterno arranque y a la vez generador de 48V, que además se aprovecha como motor de arranque del térmico mediante una correa poli V de diseño especial. Así, cuando el conductor levanta el pie del acelerador, el motor térmico se desconecta y da pie a la denominada “conducción a vela” (que aprovecha la propia inercia de la conducción y tiene un consumo de combustible muy bajo). En esta situación, el BSG es capaz de arrancar el motor térmico en el momento que estime oportuno, por ejemplo cuando se deja de frenar o cuando se demanda mayor potencia pisando el acelerador. De esta manera, la arrancada es más suave y carece de interrupciones de funcionamiento. Cuando el BSG está trabajando como generador, suministra energía a la batería de 48V. En ese momento, el encargado de distribuir la corriente a la batería indicada (12V o 48V) es un convertidor “DCDC48/12V”.

El concepto de “conducción a vela” no es nuevo en el sector, pero es quizá la característica más destacable del sistema “Mild Hybrid”. Permite apagar el motor al alcanzar cierta velocidad, desacoplándose del motor de combustión y ahorrando combustible. Es decir, se vale de la propia inercia del vehículo y de las circunstancias (por ejemplo, el descenso de una pendiente) para mantener el movimiento sin necesidad de que el propio motor intervenga. En esta línea, los componentes como el BSG de Valeo trabajan también como pequeños motores, con una ligera capacidad de arrastre del motor térmico. Así, evitan un excesivo freno motor y una elevada reducción de la velocidad del vehículo, contribuyendo también a la merma de emisiones.

Porche y Audi ya utilizaron métodos para lograr una “conducción a vela” mediante la desconexión de la transmisión del motor, dejándolo al ralentí a través de la caja de cambio automática (acoplándose el motor al cambio para no perder tracción al accionar el acelerador o el freno).

Además de Peugeot, otro fabricante, Audi, utiliza un alterno arranque de características similares, al que denomina BAS. La diferencia principal con el anterior es que este fabricante sí dispone de un pequeño motor de arranque para la primera arrancada en frío. La utilización del sistema BAS es muy similar al utilizado por Peugeot, anulando el motor térmico en deceleraciones y arrancándole en el momento en el que el conductor suelta el pedal del freno.

 

La cuarta generación del Audi A8 puede entrar en el modo de marcha por inercia (“conducción a vela”) entre 55 y 160 Km/h. Además, puede rodar con cero emisiones y el motor térmico apagado durante un plazo de hasta 40 segundos. Por otro lado, su sistema star&stop convencional de arranque parada del motor térmico está activo desde 22 Km/h.

En este segmento de vehículos de alta gama, los motores también equipan turbos eléctricos accionados por baterías de 48V. Ocurre que, con los turbos convencionales, cuando el vehículo entra en deceleración con el motor térmico apagado y se suelta el freno para comenzar la aceleración, éstos no disponen de régimen suficiente para empujar desde bajos regímenes. Son en estas ocasiones cuando entra en funcionamiento el turbo eléctrico, suministrando toda la potencia de soplado con independencia del régimen del motor térmico. Al estar alimentado por los 48V, es un motor eléctrico capaz de girar al máximo de revoluciones en un tiempo mínimo.

 

El gigante galo Renault es otra de las marcas que está apostando por estas hibridaciones suaves. Próximamente se comercializará la nueva Renault Scénic Hybrid Assist con su famoso motor diésel de 110 cv. Esta hibridación, más que sacar rendimiento al motor, persigue reducir consumos y, sobre todo, alcanzar emisiones de gases de CO2 inferiores a 100 gramos por kilómetro, por lo que en muchos países puede estar exento del impuesto de circulación. En cuanto a la técnica de funcionamiento, es muy similar al resto de marcas, con un sistema de alterno arranque que cumple con la misión de sustituto de lo que podríamos llamar motor eléctrico, y con sistemas de convertidores de corriente de 48V a 12V.

En definitiva, hablamos de sistemas que mejoran y prologan el concepto de corte de inyección en deceleración y cuya finalidad es la de no consumir combustible cuando no se requiere potencia. Todo ello, llevado a la mínima expresión en cuanto a emisiones contaminantes y ahorro de combustible se refiere. Es lógico que los grandes fabricantes de vehículos estén pues apostando por esta tecnología de hibridación ligera que, más pronto que tarde, todas o casi todas las marcas terminaran por comercializar.

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