La optimización de los componentes de los coches eléctricos es cada vez más frecuente… y eso es una noticia fantástica, porque implica que el coche eléctrico está dejando de ser una curiosidad de laboratorio para comenzar a recibir un tratamiento de «coche normal». Y como ocurre con los coches normales, cualquier posibilidad de optimización es digna de ser explorada si reduce el consumo y aumentar la autonomía. Y eso es lo que promete el eDoupling de la compañía canadiense (con fuerte arraigo austríaco) Magna.
Como concepto, el eDecoupling no ofrece nada innovador. Como sugiere el titular, básicamente se trata de un sistema Stop&Start para motores eléctricos, y su función consiste en permitir la desconexión completa de un motor eléctrico cuando no se necesita su uso. ¿Qué ventajas aporta esto? Pues una reducción en consumo, tanto por la eliminación de la resistencia mecánica que supone arrstrar el motor como por la eliminación del consumo eléctrico que supone mantener encendido el inversor del motor. Analicemos estas ventajas un poco más de cerca.
eDecoupling: Un motor parado… no consume
La desconexión total de los motores eléctricos es un problema al que se han enfrentado los fabricantes de coches eléctricos desde el principio de su reciente nueva historia. Un coche eléctrico de baterías se alimenta de una fuente de energía de dimensiones muy limitadas, y cualquier pequeño recorte en la energía consumida es bienvenido.
Por su parte, un grupo de propulsión eléctrico o, como suele denominarse, un 3-en-1, está compuesto por componente electrónico denominado inversor, uno electromecánico que es el motor eléctrico y uno puramente mecánico que es la transmisión y el diferencial. Cuando están en marcha y moviéndose, aunque no se encuentren en la fase de propulsión o de regeneración, estos tres componentes generan un gasto de energía. El inversor consume potencia estando encendido. El motor eléctrico consume potencia por la resistencia mecánica que tiene… y lo mismo ocurre con la transmisión de una sola velocidad y el diferencial.
Apagar completamente estos componentes ofrece una clara ventaja en cuanto a reducción de consumo… pero hay problemas. Los motores de imanes permanentes, que son los más compactos y ligeros, y son ampliamente utilizados por los fabricantes, no permiten desconectar por completo el inversor, porque durante su giro generan tensión entre sus terminales. Los motores asíncronos o síncronos de rotor excitado sí permiten la desconexión completa del inversor… pero seguimos teniendo el problema de las pérdidas mecánicas asociadas a arrastrar todo el rato al rotor del motor eléctrico.
El eDecoupling ofrece una solución tajante al problema: desembragar por completo el motor eléctrico. Y es un movimiento lógico… el unico motor motor que no consume nada es aquel que está completamente parado. Esencialmente, es lo mismo que un Stop&Start avanzado, proporcionando funcionamiento «a vela» en cualquier situación en la que sea aceptable.
¿Hasta qué punto innova el Magna eDecoupling?
Siendo estrictos, el eDecoupling llega tarde a la fiesta de los sistemas de transmisión desconectables para eléctricos. Hace ya varios años que Kia y Hyundai ofrecen exactamente el mismo tipo de sistema en el tren delantero de las versiones con tracción total de su plataforma e-GMP, y usando una implementación mecánica que prácticamente clava los aspectos básicos del eDecoupling.
Por otro lado, Porche, en el Taycan, también ofrece un sistema de desacople del motor trasero, aunque en combinación con una caja de dos velocidades. En el caso del Taycan, lo que hace Porsche es poner la caja en «punto muerto», lo que permite desconectar por completo toda la electrónica de potencia de su motor trasero de imanes permanentes.
No obstante, Magna publicita algún dato interesante… especialmente el tiempo de conexión y desconexión de 100 milisegundos, que es exactamente lo necesario para que una operación como esta resulte imperceptible para el conductor. Nuestra experiencia con los sistemas de Kia y Hyundai (en modelos como el Hyundai Ioniq 6) es que, en ciertas circunstancias, la conexión del tren delantero puede ser algo lenta (lo suficiente como para que sea perceptible… o en el orden de los 300-400 milisegundos). Hay que tener en cuenta que la conexión requiere, además de cerrar el embrague, acelerar el motor eléctrico hasta las revoluciones necesarias.
¿Cómo funciona el eDecoupling?
Magna es una compañía con muchísima experiencia en sistemas de tracción total conectable, y básicamente ha adaptado su sistema de conexión mecánica de tren trasero al caso de un motor eléctrico (un ejemplo de aplicación lo encontramos en el sistema Quattro Ultra de Audi), lo cual no tiene nada de malo.
El sistema está compuesto por un motor eléctrico, un grupo reductor, un accionador mecánico y un desplazable que engrana un embrague de perros, desprovisto de sincronizadores (el sincronizador es innecesario, dado que podemos ajustar con precisión las revoluciones del motor eléctrico).
Utilizar un embrague de perros es la solución más sencilla y mecánicamente eficiente para transmitir el giro, frente a otras alternativas con deslizamiento como, por ejemplo, un embrague multidisco.
¿Se puede ahorrar un 9% con el eDecoupling?
Un 9% de ahorro de energía o incremento de autonomía es una cifra bastante seria. Sin embargo, Magna no especifica en que «hardware» han hecho sus pruebas. Hay algunos coches en el mercado en los que sí sería una cifra alcanzable. Estamos pensando en coches como, por ejemplo, un Jaguar i-Pace, que es un eléctrico con tracción total y dos motores eléctricos de imanes permanentes que, además, no ofrece una eficiencia energética deslumbrante.
Aún no sabemos cual es el fabricante premium del que habla Magna, pero seguramente se referirá a Volkswagen… ya que es uno de los pocos con «diversos programas de vehículo eléctrico». También podría tratarse de Mercedes. BMW utiliza motores síncronos de rotor excitado, y pude lograr más del 50% de la ventaja prometida simplemente apagando todo el sistema… de manera que no parece un cliente ideal.
A favor del eDecoupling, cabe decir que parece un sistema muy sencillo y compacto, lo que le hace fácilmente incorporable a la producción. Magna sugiere que podría ser aplicado en coches con tecnología híbrida… y en este caso, estaríamos hablando de híbridos paralelos con hibridación de tipo P4 (es decir, con un eje trasero electrificado). BMW y Mini si tienen una gama de vehículos de este tipo (los basados en la arquitectura UKL2, como el Countryman o el Serie 2 Active Tourer) en los que este sistema sí podría proporcionar un plus de ahorro.
La opinión de Autofácil…
La desconexión mecánica de motores eléctricos es una herramienta más en la caja de herramientas para reducir el consumo de los coches eléctricos. Se trata de una opción interesante, sobre todo, para los fabricantes que se decantan por motores eléctricos de imanes permanentes. El mecanismo que ha diseñado Magna parece compacto, ligero y asequible… algo imprescindible de cara a que la relación coste/beneficio sea favorable.
Desde le punto de vista de la conducción, lo esperable es que el eDecoupler sea completamente transparente e imperceptible en su trabajo. Eso significará que lo está haciendo bien. Debería activarse, como ocurre con los Stop&Start con Modo Vela de los motores «convencionales», de manera automática e imperceptible y siempre que no tenta sentido si propulsar ni regenerar… lo que se traduce en cualquier pendiente descendente lo bastante pronunciada como para compensar la resistencia aerodinámica y a rodadura.
Ya esté fabricado por Magno u otros, está claro que estos sistemas van a aumentar con el tiempo. Mantener a un motor eléctrico girando representa un gasto de energía. Y mantenerlo girando y supervisado por un inversor es algo que triplica ese gasto. El unico motor que no gasta es el que no gira… y eso se aplica también a los eléctricos… aunque el margen de ahorro sea más pequeño.
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