INFORME TÉCNICO
ARQUITECTURA ELÉCTRICA DE 48 V
LA “HIBRIDACIÓN LIGERA” ES UN PASO INTERMEDIO ENTRE LOS VEHÍCULOS CON START/STOP Y LOS HÍBRIDOS CONVENCIONALES. EN EL TUCSON LOGRA UN 7 % DE AHORRO DE COMBUSTIBLE
PARA CUMPLIR LOS CADA VEZ MÁS ESTRICTOS LÍMITES DE EMISIONES DE CO2, LOS FABRICANTES YA HAN EMPEZADO A IMPLEMENTAR ALGUNA CLASE DE HIBRIDACIÓN EN CASI TODOS SUS MODELOS. LAS REDES DE 48 VOLTIOS SON LA OPCIÓN MÁS SENCILLA DE HACERLO. LAS HEMOS VISTO YA EN MODELOS DE GAMA ALTA, Y AHORA COMIENZAN A LLEGAR A LOS MÁS POPULARES, COMO EL HYUNDAI TUCSON O SU MELLIZO KIA SPORTAGE.
un pequeño paso para la ingeniería, pero un gran paso para el automóvil; eso es lo que está representando la introducción del nuevo estándar de los 48 voltios... que va a transformar y ampliar, de forma progresiva pero inexorable, el catálogo de sistemas y funciones disponibles en los coches, y especialmente en los más pesados y caros todoterrenos y todocaminos.
Lo cierto es que el salto del vetusto y poco práctico estándar de los 12 voltios al nuevo sistema basado en 48 voltios debería de haber ocurrido hace mucho tiempo. Y es que 12 voltios de tensión están bien para alimentar sistemas que consumen poca potencia eléctrica y no requieren una tensión elevada, como por ejemplo centralitas electrónicas repletas de componentes que funcionan a tensiones de entre 3 y 5 voltios, y presentan consumos eléctricos relativamente testimoniales. Sin embargo, en cuanto la demanda de potencia eléctrica comienza a subir, todos los puntos débiles de trabajar a baja tensión salen a relucir, como te explicamos más adelante.
Con todo, los fabricantes llevan (casi) desde la invención del automóvil haciendo auténticas acrobacias para obtener, a partir de la red eléctrica convencional de los coches, la potencia necesaria para alimentar decenas de sistemas diferentes, desde el alumbrado, a dispositivos que, por fuerza, tienen que consumir una potencia eléctrica considerable... porque han de ser capaces de realizar esfuerzos mecánicos considerables, como, por ejemplo, las actuales direcciones asistidas eléctricas.
Por supuesto, la evolución tecnológica del automóvil no se ha detenido en absoluto cuando la demanda de potencia necesaria para hacer funcionar un sistema ha superado con creces lo que un conductor de cobre del grosor de un dedo meñique es capaz de suministrar. Porque, eléctrica cuando dispones de la inmensa cantidad de potencia mecánica que puede proporcionar el motor de un coche?
ENERGÍA MECÁNICA VS ELÉCTRICA
albores del automóvil, el nacimiento de la correa de órganos auxiliares. Se trata de esa correa de color negro que podemos ver, serpenteando a lo largo de una retahíla (cada vez más larga) de poleas, en el vano motor de todos y cada uno de los
coches que se han fabricado, a excepción de ese escaso puñado de modelos 100 % eléctricos que existen y han existido a lo largo de la historia del automóvil.
Con el paso del tiempo, de esa correa se han ido colgando toda clase de “muertos”. El primero de todos fue el alternador, porque alguien tenía que generar la electricidad para alimentar el sistema de encendido y recargar la batería de los primeros motores de gasolina. Pero bueno... un alternador tampoco roba ¿qué son unos 3.000 vatios de potencia al lado de los (pongamos) 100 CV (73.550 vatios) que puede ser capaz de generar el motor térmico de un coche?
Aunque, claro, también están la bomba de agua, la de aceite, la dirección asistida, las luces, el aire acondicionado, el cambio automático, el sistema de tracción total
conectable, la suspensión neumática, las barras estabilizadoras activas, el equipo de sonido de más de 1.000 vatios de potencia...
Actualmente, la práctica totalidad de todo eso está accionado por uno de los propio motor de combustión interna del coche; una máquina que solamente convierte en energía aprovechable alrededor del 25 % de la energía total contenida en el combustible. ¿Y qué hace el motor de un coche con ese 75 % de energía restante? Pues se deshace de ella a través del sistema de refrigeración del motor y de los gases de escape, que esencialmente vapor de agua... y CO . 2
LA MOLÉCULA MALDITA
Y sí, acabamos de mencionar al compuesto químico maldito, al gas responsable del efecto invernadero, a la pobre molécula que ha conseguido atraer sobre sí la mayor cruzada legislativa y tecnológica de la historia del automóvil; al enemigo público número uno.
el tren motriz de un vehículo, de forma que se pueda recuperar parte de la energía cinética del coche para generar energía eléctrica que emplear, a su vez, en accionar todos esos sistemas es uno a reducir las emisiones de CO de los 2 coches, algo que todas las marcas tienen que conseguir sí o sí de cara a cumplir el estricto límite de 95 gr/km de emisiones medias impuesto por la UE para el año 2020, límite que, con toda seguridad, seguirá endureciéndose; ya se habla de 70 gr/km para 2025.
Ante este panorama tan acuciante, los proveedores se han adelantado a los fabricantes a la hora de buscar la solución que entren los 48 voltios.
ALTERNADOR Y MOTOR ADICIONAL
Según Bosch o Delphi, un sistema de 48 voltios basado en un TARA (una máquina eléctrica que funciona alternativamente como alternador y como motor adicional al de combustión) es capaz de proporcionar el 70 % de la reducción en emisiones de CO que se obtiene recurriendo a un 2 sistema híbrido enchufable como los que empiezan a ofrecer fabricantes como Mitsubishi o Land Rover, pero con un 30 % del coste, y un incremento en peso de solamente 20 kilos.
de CO no es la única razón para dar el 2 salto a los 48 voltios. Y, en el caso de los fabricantes premium, ni siquiera va a ser la razón fundamental. Según la consultora
LA CLAVE DEL SISTEMA DE HIBRIDACIÓN LIGERA ES EL TARA, UNA MÁQUINA ELÉCTRICA QUE ACTÚA ALTERNAMENTE COMO GENERADOR Y COMO ASISTENTE DEL MOTOR TÉRMICO
del 40 % de los fabricantes a dar el salto a los 48 voltios va a ser el hecho de que hace tiempo que alcanzamos los límites físicos de la alimentación eléctrica basada en 12 voltios.
Por un lado, los conductores casi no podrían ser más gruesos. Y estamos hablando de conductores muy pesados, que incluso cuesta doblar de cara a obligarles a serpentear por el interior de los coches, y que están fabricados en un metal muy caro. Y por otro, con consumidores que requieren corrientes del orden de varios cientos de amperios conectándose y desconectándose, se están alcanzando otros umbrales, más técnicos –por ejemplo, se pueden generar sobretensiones peligrosas para las centralitas electrónicas del coche e incluso causar interferencias en los sistemas de comunicación del vehículo.
Pero vamos a centrarnos en las consecuencias sobre la conducción de cada nueva tecnología más que en las razones técnicas y ecológicas para su implantación.
UN MUNDO DE POSIBILIDADES
Desde el punto de vista de la dinámica, el salto a 48 voltios es una excelente noticia. La razón es que, en los últimos años, los proveedores han venido desarrollando toda una pléyade de dispositivos con potencial para mejorar el miento. Prácticamente todos suponen alguna clase de automatización o robotización de
sistemas ya conocidos. Y el motivo para dejarlos esperando en las estanterías ha sido, una y otra vez, que consumen demasiada potencia eléctrica.
La lista de nuevos “juguetes” es larga, pero el chupinazo de salida podimos encontrarlo en el Audi SQ7, que incorpora un novedoso sistema de barras estabilizadoras activas (el Toyota Land Cruiser emplea un sistema basado en una arquitectura eléctrica de 12 voltios, y su - ma de sobrealimentación con un compresor eléctrico. Incluso en esta primera aplicación, prestando servicio en el motor diésel de un inmenso todocamino, ese compresor eléctrico a 48 voltios sirve para que el SQ7 anuncie unos 900 Nm de par desde 1.000 r.p.m. Y lo más importante es que, tarde o temprano, este dispositivo permitirá que la latencia desaparezca de los motores de gasolina.
Y esto es solamente el principio. Gracias a los 48 voltios, va a ser posible disponer de sistemas de suspensión activa que van a permitir cosas como inclinar el coche hacia el interior de las curvas (de esta forma, se cancela gran parte de la aceleración centrífuga y se mejora la adherencia de baches sin notarlos o incluso saltar sobre los obstáculos. Y no estoy bromeando... deberías ver en YouTube de qué es capaz la suspensión activa que desarrolló Bose, y que lleva una década guardada en un cajón a la espera que llegue su momento.
Y los cambios irán más allá de las prestaciones y el control dinámico de la carrocería. Podrán implementarse auténticos sistemas de dirección by wire, que serán capaces de hacer girar la caña de la dirección realmente deprisa y sin la intervención del conductor para, por ejemplo, evitar de forma autónoma una colisión.
Y ya que mencionamos la palabra ‘autónoma’, los 48 voltios son imprescindibles si aspiramos a que las innovaciones en materia de conducción autónoma se abran camino hasta los modelos de los fabricantes generalistas, que a buen seguro van a tardar en estar dotados de un sistema híbrido de alta tensión del que “chupar” vatios.
es una excelente noticia porque ningún fabricante va a resisitir la tentación de, ya que están ahí, emplearlos para introducir un sinnúmero de mejoras en los todoterrenos que conduciremos en los próximos años.
LA SOBREALIMENTACIÓN MEDIANTE UN COMPRESOR ELÉCTRICO ES UNA DE LAS MUCHAS POSIBILIDADES QUE SE ABREN CON LA ARQUITECTURA ELÉCTRICA DE 48 VOLTIOS