TECNO: 4E PER­FOR­MAN­CE DE SCHAEF­FLER

Do­ta­do de un mo­tor eléc­tri­co por rue­da, el 4ePer­for­man­ce de Schaef­fler es ca­paz de re­es­cri­bir las nor­mas en lo re­fe­ren­te a agi­li­dad y es­ta­bi­li­dad.

EVO (Spain) - - SUMARIO - Tex­to: Ál­va­ro Sau­ras

El SCHAEF­FLER 4EPEr­for­man­cE es el re­sul­ta­do de mon­tar cua­tro mo­to­res eléc­tri­cos de la se­gun­da tem­po­ra­da de la Fór­mu­la-E so­bre el cha­sis de un Au­di RS 3 del Tou­ring Car Ra­cing Cham­pions­hip o TCR. A prio­ri, po­dría pa­re­cer un me­ro ejer­ci­cio pu­bli­ci­ta­rio de un gran fa­bri­can­te de com­po­nen­tes co­mo Schaef­fler, que ha fi­ja­do su ob­je­ti­vo a me­dio pla­zo en el ne­go­cio de la mo­vi­li­dad eléc­tri­ca y es­tá in­tere­sa­do en pro­mo­ver la ima­gen de su mar­ca. Y en cier­to mo­do, es exac­ta­men­te eso: des­de el pun­to de vis­ta prác­ti­co, el 4ePer­for­man­ce no cuen­ta con prác­ti­ca­men­te na­da que se pue­da tras­la­dar a la fa­bri­ca­ción en se­rie. Es un cha­sis de com­pe­ti­ción ati­bo­rra­do con un mon­tón de com­po­nen­tes pro­ce­den­tes… de otra com­pe­ti­ción. Un ex­pe­ri­men­to ca­si cien­tí­fi­co, muy ale­ja­do del mun­do real. Y, aun­que ofi­cial­men­te tam­bién pre­ten­de “de­mos­trar có­mo se pue­de acer­car la tec­no­lo­gía de la Fór­mu­la-E a la ca­lle”, cual­quier es­pec­ta­dor cruel po­dría ca­li­fi­car­lo de ju­gue­te ca­ro.

En­ton­ces… ¿qué pue­de jus­ti­fi­car el ha­ber via­ja­do has­ta el re­mo­to Dri­ving Cen­ter Ba­den, en Ba­den-Ba­den, al su­roers­te de Ale­ma­nia, pa­ra dis­fru­tar de un co­pi­lo­ta­je de ape­nas tres vuel­tas – en unas con­di­cio­nes cli­ma­to­ló­gi­cas, por cier­to, pé­si­mas– con Da­niel Abt –pi­lo­to del equi­po Au­di de Fór­mu­la-E– y char­lar con los crea­do­res del co­che? Pre­ci­sa­men­te, la cien­cia. Pue­de que el 4ePer­for­man­ce es­té ale­ja­do de la pro­duc­ción en se­rie… pe­ro es el ejem­plo per­fec­to de có­mo se­rán, en el fu­tu­ro, los co­ches eléc­tri­cos do­ta­dos de una di­ná­mi­ca so­bre­sa­lien­te.

La clave del 4ePer­for­man­ce es que cuen­ta con un mo­tor eléc­tri­co por rue­da. Eso se tra­du­ce en que Schaef­fler pue­de con­tro­lar exac­ta­men­te la can­ti­dad de par que se apli­ca en ca­da neu­má­ti­co. Y eso sig­ni­fi­ca que dis­po­ne del con­trol vec­to­rial de par más so­fis­ti­ca­do po­si­ble, al­go que na­die ha ofre­ci­do has­ta aho­ra… a ex­cep­ción del ‘bre­ve’ Mer­ce­des-AMG SLS Elec­tric Dri­ve de 2013. Gra­cias a su vec­to­ri­za­ción de par, el 4ePer­for­man­ce pue­de imi­tar la di­ná­mi­ca de un co­che con­ven­cio­nal, e ir más allá ofre­cien­do pres­ta­cio­nes im­po­si­bles pa­ra un co­che equi­pa­do con un sis­te­ma de trac­ción con­ven­cio­nal, in­clu­so si se tra­ta de un Au­di do­ta­do de Sport Dif­fe­ren­tial, un Ford Fo­cus RS con el sis­te­ma Twins­ter o el des­apa­re­ci­do Mit­su­bis­hi Lan­cer Evo con el le­gen­da­rio Su­per-Hand­ling AWD.

CÓ­MO ES EL CO­CHE

Pa­ra com­pren­der có­mo fun­cio­na el 4ePer­for­man­ce, con­ta­mos con la ayu­da de Gre­gor Gru­ber, res­pon­sa­ble de pro­yec­tos es­pe­cia­les de com­pe­ti­ción en Schaef­fler. Pe­ro an­tes de aven­tu­rar­nos a des­cu­brir có­mo pien­sa el co­che, con­vie­ne de­di­car unas lí­neas a en­ten­der me­jor su cons­truc­ción.

Ob­via­men­te, el 4ePer­for­man­ce es un co­che eléc­tri­co. Cuen­ta con una ba­te­ría de 734 vol­tios de ten­sión, cons­trui­da con cel­das ci­lín­dri­cas

Sony y re­fri­ge­ra­da por agua. La ba­te­ría es­tá dis­tri­bui­da en dos mó­du­los. El prin­ci­pal alo­ja dos ter­cios de las cel­das y es­tá mon­ta­do tras los asien­tos de­lan­te­ros. El se­cun­da­rio se en­cuen­tra ba­jo el ca­pó de­lan­te­ro. Las cel­das pe­san unos 360 ki­los, y el pe­so to­tal de la ba­te­ría es de 600 ki­los; una ci­fra ele­va­da a la que Schaef­fler no ha pres­ta­do mu­cha aten­ción: con la ba­te­ría del 4ePer­for­man­ce, las prio­ri­da­des eran la ra­pi­dez de cons­truc­ción, una en­tre­ga de po­ten­cia ele­va­da y una cons­truc­ción ro­bus­ta y se­gu­ra. La ca­pa­ci­dad es de 64 kWh, y el re­par­to de las cel­das en dos mó­du­los con­si­gue una dis­tri­bu­ción de ma­sas del 50% so­bre ca­da eje.

Ca­da rue­da es­tá ac­cio­na­da por un mo­tor pro­ce­den­te de uno de los cua­tro co­ches que com­pi­tie­ron en la se­gun­da tem­po­ra­da –2015/2016– del equi­po Schaef­fler-ABT de Fór­mu­la-E. Ca­da mo­tor se ac­cio­na a la rue­da a tra­vés de un tren de dos en­gra­na­jes de dien­tes rec­tos, lo cual ga­ran­ti­za una so­no­ri­dad in­com- pa­ra­ble e in­ti­mi­dan­te. Pa­ra re­du­cir el pe­so, ca­da pa­re­ja de mo­to­res com­par­te un sis­te­ma de lu­bri­ca­ción cen­tral. Se tra­ta de una dis­po­si­ción me­cá­ni­ca que po­dría lle­gar a la se­rie.

Em­pu­jan­do al tiem­po, los cua­tro mo­to­res pue­den en­tre­gar has­ta 880 kW de po­ten­cia – o 1.180 CV– y pro­du­cir has­ta 150 kW de po­ten­cia en re­ge­ne­ra­ción –fre­nan­do las ruedas–. La elec­tró­ni­ca de con­trol o in­ver­sor es­tá in­te­gra­da en ca­da uno de los mo­to­res, y uti­li­za tran­sis­to­res MOSFET de car­bu­ro de si­li­cio, que fun­cio­nan a ma­yor fre­cuen­cia y re­sul­tan más rá­pi­dos, efi­cien­tes y li­ge­ros que los con­ven­cio­na­les ba­sa­dos en si­li­cio; se tra­ta de otra tec­no­lo­gía que se em­plea ac­tual­men­te en la com­pe­ti­ción y que es de es­pe­rar que lle­gue tar­de o tem­prano a los eléc­tri­cos de se­rie.

Ca­da uno de es­tos mo­to­res pue­de pa­sar de en­tre­gar el má­xi­mo par de trac­ción a ofre­cer la má­xi­ma re­ten­ción en 1,5 mi­li­se­gun­dos. Co­mo cu­rio­si­dad, al es­tar mon­ta­dos en po­si­ción trans­ver­sal y en­fren­ta­dos, los mo­to­res de un la­do gi­ran en sen­ti­do opues­to a los del otro. Tan­to los mo­to­res co­mo los in­ver­so­res los fa­bri­ca una fi­lial de Schaef­fler: Com­pact Dy­na­mics.

El ce­re­bro del sis­te­ma es un or­de­na­dor to­tal­men­te pro­gra­ma­ble que fa­bri­ca y ven­de Schaef­fler En­gi­nee­ring a mul­ti­tud de fa­bri­can­tes pa­ra la cons­truc­ción de pro­to­ti­pos. Tie­ne el ta­ma­ño de una con­so­la de vi­deo­jue­gos gran­de, y cues­ta al­re­de­dor de 30.000 eu­ros.

Los sen­so­res prin­ci­pa­les son dos ace­le­ró­me­tros, los de gi­ro de las ruedas –si­mi­la­res a los del ABS–, el de gi­ro del vo­lan­te y los de ex­ten­sión y com­pre­sión de la sus­pen­sión –a par­tir de cu­ya in­for­ma­ción se de­du­ce la car­ga so­bre ca­da neu­má­ti­co en ca­da ins­tan­te–. Ade­más, hay un sensor ‘es­tre­lla’: un Co­rre­vit óp­ti­co mon­ta­do en la zo­na de los pies del pa­sa­je­ro de­lan­te­ro. Es­te sensor ana­li­za el mo­vi­mien­to del sue­lo ba­jo el co­che me­dian­te imá­ge­nes y pro­por­cio­na una in­di­ca­ción exac­ta – con una pre­ci­sión de mi­lí-

me­tros– so­bre ha­cia dón­de y a qué ve­lo­ci­dad se es­tá des­pla­zan­do el co­che en ca­da mo­men­to.

HO­RA DE HA­CER MA­GIA

El prin­ci­pal ob­je­to del 4ePer­for­man­ce es desa­rro­llar es­tra­te­gias de vec­to­ri­za­ción de par me­dian­te soft­wa­re. Es de­cir, apli­car un par de gi­ro in­di­vi­dual a ca­da neu­má­ti­co pa­ra con­se­guir in­du­cir ace­le­ra­cio­nes so­bre el cen­tro de gra­ve­dad del vehícu­lo de for­ma que la ace­le­ra­ción, fre­na­da y tra­yec­to­ria del co­che, in­di­ca­da por el Co­rre­vit óp­ti­co, coin­ci­da con la de­man­da­da por el pi­lo­to a tra­vés de los pe­da­les y el vo­lan­te, in­clu­so si al­guno o va­rios neu­má­ti­cos ha su­pe­ra­do su um­bral de má­xi­ma ad­he­ren­cia la­te­ral o lon­gi­tu­di­nal.

En la prác­ti­ca, el efec­to es un cam­bio en el pa­ra­dig­ma del pi­lo­ta­je. En un co­che de com­pe­ti­ción ‘con­ven­cio­nal’, el pi­lo­to tie­ne que ges­tio­nar el par que lle­ga a las ruedas y las trans­fe­ren­cias de ma­sa re­sul­ta­do de las ma­nio­bras de ace­le­ra­ción, fre­na­da y gi­ro pa­ra man­te­ner los cua­tro neu­má­ti­cos, de la for­ma más efi­caz po­si­ble, cer­ca de su lí­mi­te de ad­he­ren­cia. El 4ePer­for­man­ce fun­cio­na de ma­ne­ra di­fe­ren­te. A tra­vés de los man­dos, el pi­lo­to rea­li­za so­li­ci­tu­des de tra­yec­to­ria… y el ce­re­bro del co­che de­ci­de cuál es me­jor for­ma de sa­tis­fa­cer­las. Sal­vo por el de­ta­lle de que aún exis­te una co­ne­xión me­cá­ni­ca en­tre vo­lan­te y ruedas, el 4ePer­for­man­ce es un co­che Dri­ve By Wi­re, y fun­cio­na co­mo un avión co­mer­cial de Air­bus, en el que los man­dos sir­ven pa­ra que el pi­lo­to for­mu­le de­seos que el avión se en­car­ga de sa­tis­fa­cer de la for­ma más se­gu­ra y efec­ti­va… den­tro de los lí­mi­tes que im­po­ne la fí­si­ca.

¿Có­mo pien­sa el co­che? Tal y co­mo re­co­no­ce Gre­gor, es un po­co di­fí­cil de ex­pli­car. “La idea bá­si­ca es que, pri­me­ro, el vehícu­lo cap­ta in­for­ma­ción de to­dos sus sen­so­res y la en­vía al pro­ce­sa­dor cen­tral, que es­tá eje­cu­tan­do una si­mu­la­ción del mo­vi­mien­to del co­che sin nin­gu­na cla­se de in­ter­ven­ción vec­to­rial. En pa­ra­le­lo, el ce­re­bro cen­tral eje­cu­ta tam­bién una si­mu­la­ción de un au­to­mó­vil que tie­ne cua­li­da­des que el co­che real, sin con­trol vec­to­rial, no pue­de te­ner, pe­ro que se­rían ne­ce­sa­rias pa­ra cum­plir los re­qui­si­tos de tra­yec­to­ria que in­di­ca el pi­lo­to a tra­vés de los man­dos. En­ton­ces, un pro­gra­ma de­ci­de qué par hay que apli­car a las ruedas pa­ra mo­di­fi­car el com­por­ta­mien­to real del vehícu­lo has­ta ha­cer­lo coin­ci­dir con el co­che ideal, ca­paz de se­guir la tra­yec­to­ria dic­ta­da por el pi­lo­to.

Por ejem­plo, pa­ra abor­dar una cur­va de for­ma agre­si­va, el sis­te­ma pue­de de­ci­dir que es ne­ce­sa­rio mo­di­fi­car la ba­ta­lla vir­tual del co­che – dis­tan­cia en­tre ejes vir­tual– pa­ra in­cre­men­tar la ta­sa de gui­ña­da–rit­mo al que gi­ra el co­che–,

y en­ton­ces un se­gun­do pro­gra­ma de­ci­de que, a la vis­ta de la car­ga ver­ti­cal so­bre ca­da rue­da y las con­di­cio­nes de ad­he­ren­cia, la me­jor ma­ne­ra de pro­vo­car ese cam­bio es in­cre­men­tar el par en la rue­da tra­se­ra ex­te­rior al gi­ro… o cual­quier otra cla­se de in­ter­ven­ción in­di­vi­dual so­bre el par que afec­ta a los neu­má­ti­cos. Co­mo re­sul­ta­do, el 4ePer­for­man­ce aú­na las má­xi­mas pres­ta­cio­nes fí­si­ca­men­te po­si­bles con una con­duc­ción to­tal­men­te in­tui­ti­va.

Ima­gi­ne­mos que co­men­za­mos a to­mar una cur­va, sua­ve­men­te… ¿có­mo pien­sa el 4ePer­for­man­ce? “El co­che ve un gi­ro de vo­lan­te y lo in­ter­pre­ta co­mo una so­li­ci­tud de gui­ña­da por par­te del con­duc­tor. En­ton­ces, comprueba la in­for­ma­ción de los sen­so­res y compara lo que es­tá ocu­rrien­do con los de­seos del pi­lo­to. Si to­do es­tá OK no ha­ce na­da, pe­ro en cuan­to de­tec­ta una dis­cre­pan­cia en­tre la ta­sa de gui­ña­da so­li­ci­ta­da y la real, cal­cu­la el par o fuer­za de gui­ña­da ne­ce­sa­rio y de­ci­de en qué ruedas hay que po­ner o qui­tar par pa­ra sa­tis­fa­cer esa pe­ti­ción. Por ejem­plo, si el pi­lo­to es­tá fre­nan­do y hay mu­cha car­ga so­bre el eje de­lan­te­ro, pue­de de­ci­dir con­se­guir­lo a tra­vés de las ruedas de­lan­te­ras, ace­le­ran­do una y fre­nan­do la otra. Co­mo es­te pro­ce­so se re­pi­te ca­da mi­li­se­gun­do, las de­ci­sio­nes se to­man de for­ma im­per­cep­ti­ble pa­ra el pi­lo­to.

NOS SUBIMOS CON DA­NIEL ABT

Sin­ce­ra­men­te, la prue­ba di­ná­mi­ca ha su­pues­to una se­rie de de­cep­cio­nes su­ce­si­vas. La pri­me­ra es que un día ne­bli­no­so y hú­me­do im­pi­da em­plear neu­má­ti­cos slicks: el 4ePer­for­man­ce es­tá cal­za­do con unos Con­ti­nen­tal Spor­tCon­tact2 de ca­lle, y eso se tra­du­ce en que la po­ten­cia de los mo­to­res ex­ce­de unas ‘cho­po­cien­tas­mil’ ve­ces la mo­tri­ci­dad de las go­mas. La se­gun­da es que, al con­tra­rio de lo que es­ta­ba pre­vis­to, Schaef­fler no nos va­ya a de­jar pi­lo­tar el co­che. Eso es ra­zo­na­ble da­das las con­di­cio­nes y lo si­nuo­so del cir­cui­to, pe­ro tie­ne una do­ble ver­tien­te ne­ga­ti­va. Pri­me­ro, ir de pa­sa­je­ro es mu­cho me­nos di­ver­ti­do. Y se­gun­do, en ma­nos de un pi­lo­to tan bueno co­mo Da­niel, el sis­te­ma de vec­to­ri­za­ción de par ape­nas va a te­ner op­cio­nes de lu­cir­se.

El 4ePer­for­ma­ce arran­ca con una con­tun­den­cia ines­pe­ra­da pa­ra la cla­se de neu­má­ti­cos que cal­za, pe­ro ale­ja­da de la ace­le­ra­ción que pro­me­ten los 1.180 CV. Lle­ga­mos a la pri­me­ra cur­va, una do­ble a de­re­chas, tras atra­ve­sar un in­ti­mi­dan­te ban­co de nie­bla. Da­niel fre­na con fuer­za y afron­ta la cur­va con un gi­ro rá­pi­do de vo­lan­te, ace­le­ran­do a fon­do. El 4ePer­for­man­ce la tra­za sin as­pa­vien­tos, ni atis­bo de sub­vi­ra­je o so­bre­vi­ra­je. Tal y co­mo es­ta­ba pre­vis­to, el pro­gra­ma de op­ti­mi­za­ción de gui­ña­da pro­por­cio­na un com­por­ta­mien­to prís­tino.

La si­guien­te di­fi­cul­tad es una chi­ca­ne de­re­cha-iz­quier­da-de­re­cha. Da­niel apro­ve­cha pa­ra de­mos­trar qué tal se com­por­ta el sis­te­ma con trans­fe­ren­cias brus­cas de ma­sa, ju­gan­do a tra­tar de des­co­lo­car el co­che a la en­tra­da de la cur­va. Aquí, el 4ePer­for­man­ce pa­re­ce un po­co me­nos es­ta­ble, aun­que eje­cu­ta las co­rrec­cio­nes tan de­pri­sa co­mo el pro­pio Da­niel… y crée­me, las su­yas son ins­tan­tá­neas. Las si­guien­tes tres vuel­tas son idén­ti­cas. No muy im­pre­sio­nan­tes pa­ra la cla­se de vehícu­lo que se tra­ta, aun­que es­pec­ta­cu­la­res a te­nor de lo ma­las de las con­di­cio­nes.

¿LLE­GA­RÁ A LA SE­RIE?

Des­de lue­go… aun­que no a cor­to pla­zo. Se­gún el Dr. Jo­chen Schrö­der, di­rec­tor del ne­go­cio de mo­vi­li­dad eléc­tri­ca de Schaef­fler, exis­ten va­rias fuer­zas que van a des­en­ca­de­nar que en el fu­tu­ro se apues­te por es­ta tec­no­lo­gía y ar­qui­tec­tu­ra. La pri­me­ra, es que la ten­den­cia pa­ra in­cre­men­tar la efi­cien­cia de los mo­to­res eléc­tri­cos es apos­tar por pro­pul­so­res más pe­que­ños y efi­cien­tes, gi­ran­do a ma­yo­res re­gí­me­nes y con­tro­la­dos por elec­tró­ni­cas más com­pac­tas y li­ge­ras. Por ejem­plo, en es­ta tem­po­ra­da de Fór­mu­la-E ya se es­tá flir­tean­do con mo­to­res de me­nos de 25 ki­los, ca­pa­ces de gi­rar a ca­si 25.000 rpm y en­tre­gar 335 CV. Y to­do, en aras de la efi­cien­cia.

Si es­ta ten­den­cia con­ti­núa y se tras­la­da a la se­rie –y los co­ches eléc­tri­cos ne­ce­si­tan de­ses­pe­ra­da­men­te, pa­ra au­men­tar sus au­to­no­mías, apu­rar ca­da opor­tu­ni­dad de re­du­cir su con­su­mo y su pe­so– po­dría­mos pa­sar de los ac­tua­les es­que­mas de trans­mi­sión pa­ra­le­los y con­cén­tri­cos a una pro­pul­sión con un mo­tor por rue­da. Y lle­ga­dos a es­te pun­to, apli­car la má­xi­ma vec­to­ri­za­ción de par po­si­ble re­sul­ta­ría tri­vial. ¿Cuán­do cree Schrö­der que po­dría­mos dis­fru­tar de uti­li­ta­rios eléc­tri­cos un­gi­dos de la má­gi­ca ha­bi­li­dad pa­ra cam­biar de di­rec­ción de los me­jo­res Mit­su­bis­hi EVO o del 4ePer­for­man­ce? Apro­xi­ma­da­men­te den­tro de en­tre 8 y 10 años, aun­que los pri­me­ros mo­de­los en ex­pri­mir la tec­no­lo­gía apa­re­ce­rán mu­cho an­tes… a pre­cios mu­cho más prohi­bi­ti­vos.

SE CON­TRO­LA CO­MO UN AVIóN CO­MER­CIAL DE AIR­BUS

Los dos mo­to­res que ac­cio­nan las ruedas tra­se­ras. La ca­ja pla­tea­da alo­ja el ce­re­bro que de­ci­de cuán­to par se en­vía a ca­da rue­da. Una de esas ce­rra­du­ras po­ne el co­che en ‘mo­do tan­que’: per­mi­te di­ri­gir el vehícu­lo ¡usan­do só­lo las le­vas de cam­bio!

Da­niel Abt, pi­lo­to del equi­po Au­di Sport de Fór­mu­la-E. Gre­gor, tra­tan­do de ex­pli­car có­mo pien­sa el 4ePer­for­man­ce.

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