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| El auto híbrido ya no es un oxímoron (ref:1). Es así como los fabricantes están utilizando esta nueva tecnología para mejorarlos en sus performances y no solo para hacerlos más ecológicos como es el caso del McLaren P1. |
Inyección de combustible; sincronización variable de levas; turboalimentación: estas son solo algunas de las palabras clave que hemos asociado con los autos de alto rendimiento durante décadas, pero ahora en este famoso 2020 se apela a otros métodos para incrementar las performances.
Impulsado por una combinación de restricciones regulatorias cada vez más estrictas, cambios en las percepciones públicas y las preocupaciones sobre su impacto ambiental, el automóvil de rendimiento tal como lo conocemos está bajo amenaza. Pero los fabricantes de automóviles de alto rendimiento están recurriendo a esta tecnología que alguna vez fue impulsada por la ecología para no solo hacer que los automóviles de alto rendimiento sean más ecológicos, sino mejores en sus rendimientos.
Los híbridos se comenzaron a producir con modelos enfocados en la economía y la ecología, como el Toyota Prius y Honda Insight, pero mirando hacia 2020 y más allá, el híbrido se está convirtiendo rápidamente en una nueva palabra de moda para el alto rendimiento en todo el espectro automotriz. Pero en lugar de ser una tecnología única, la hibridación tiene muchas formas diferentes de presentarse, con diferentes niveles de influencia en el power train en general.
Entre los extremos de un tren motriz de combustión totalmente interna en un lado y completamente eléctrico en el otro, hay una gama de diferentes tecnologías en uso, algunas familiares y otras menos. Así que aquí hay un vistazo a los diferentes tipos de sistemas de propulsión híbridos que existen, y en qué automóviles de rendimiento se utilizan actualmente y se utilizarán en el futuro.
Tipos híbridos hoy existentes:a)Híbrido suave:como su nombre indica, solo emplea asistencia eléctrica moderada junto con un motor de combustión tradicional y transmisión
b)Supercondensador:similar en salida a un diseño híbrido suave, pero utiliza un supercondensador en lugar de una batería
c)Híbrido paralelo:el híbrido original, combina un pequeño motor eléctrico y un paquete de baterías para ayudar al motor de gasolina, permite un accionamiento eléctrico limitado
d)Híbrido enchufable:(plug in) una extensión de un híbrido paralelo, agrega más baterías y un motor eléctrico más grande con la capacidad de funcionar más tiempo en modos eléctricos
e)Híbridos con extensor de rango: el motor de combustión se usa únicamente para recargar la batería y no está conectado a las ruedas
f)Completamente eléctrico: funciona sin un motor de combustión por completo, confiando solo en una batería grande y motores eléctricos
Híbrido suave es sin duda una palabra de moda en el desarrollo automotriz del 2020, ya que se integra rápidamente en todos los niveles de motores de combustión para reducir las emisiones de manera relativamente económica y sin necesidad de ningún rediseño del motor térmico importante. Las versiones de rendimiento de los sedanes normales, como el Mercedes-AMG E53 y el Audi S4 TDI, son dos ejemplos de fabricantes que aplican esta tecnología a motores de gasolina y diésel.
El hardware generalmente consiste en un pequeño motor eléctrico, montado directamente en el motor de combustión, que ayuda a conducir y reemplaza a un motor de arranque tradicional. Este motor de arranque y generador generalmente está alimentado por una pequeña batería a través de un sistema eléctrico suplementario de 48V que funciona junto con el circuito normal de 12V. La batería en sí se recarga mediante un frenado regenerativo, lo que elimina la necesidad de cargar en el camino.
Ejemplos de híbridos duaves de alta performance:
Mercedes-AMG E53
Audi S4 TDI
Pro: ligero, compatible con una gran variedad de sistemas de propulsión de IC
Con: tiene solo un efecto sutil para reducir el consumo y aumentar el rendimiento
El supercondensador puede sonar como ciencia ficción, pero si bien aún no se ha utilizado en un automóvil de producción en serie, el desarrollo ha progresado hasta un punto en que lo veremos en los autos de alto rendimiento en los próximos 12 a 24 meses. Lamborghini es uno de esos fabricantes que ha estado trabajando para integrar un sistema híbrido de supercondensador en sus superdeportivos, revelando el Sian de bajo volumen el año pasado que presentará la tecnología a finales de este año.
Funciona de manera similar a un sistema híbrido suave, pero en lugar de almacenar electricidad dentro de una batería, se almacena en un supercondensador, que es similar a una batería, ya que contiene electricidad pero es capaz de expulsarla y reponerla mucho más rápido. En lugar de eliminar la electricidad lentamente, los supercondensadores entregan toda su electricidad al tren motriz en unos segundos, pero luego se reponen igualmente rápido a través del frenado regenerativo.
Al ayudar a un motor de combustión de 700bhp +, un pequeño sistema híbrido suave tendría poco o ningún efecto en aumentarlo incluso a bajas revoluciones por lo que hay poca ventaja en un sistema suave. La solución de Lamborghini es este supercondensador más potente, que tendrá un mayor impacto en el rendimiento, pero sin el peso adicional de un sistema híbrido más sustancial. Esto será ideal en pistas o carreteras sinuosas, pero la cantidad de efecto que tiene el sistema en una autopista está menos asegurada, cuando los frenos no están en uso para recuperar más energía cuando el supercondensador no tiene energía.
Ejemplo de autos con supercargador:
Lamborghini Sian
Pro: ligero, rápido de expulsar pero también de recarga
Contras: tecnología muy nueva, costosa y dependiente de patrones de uso correctos
c)¿Qué es un híbrido paralelo?
Aquí es donde comenzó la historia híbrida, en modelos de producción como el Toyota Prius y Honda Insight. El motor de combustión interna estándar se encuentra junto a un motor eléctrico y una batería más importantes. A diferencia de los híbridos suaves, un híbrido paralelo puede conducir durante cortos períodos de tiempo únicamente desde el motor eléctrico, pero luego vuelve rápidamente a una combinación de motores eléctricos y de combustión.
La carga de la batería se realiza mediante frenado regenerativo y marcha lenta, mientras que el motor eléctrico generalmente solo es lo suficientemente potente como para alcanzar bajas velocidades urbanas. El McLaren P1 fue uno de los primeros superdeportivos (o un hipercoche en este caso) en utilizar esta tecnología, combinando un V8 de doble turbocompresor con un motor eléctrico y una batería de iones de litio.
A diferencia de los sistemas híbridos basados en la economía, el sistema McL P1 no fue diseñado para reducir el uso de combustible a bajas velocidades, sino para servir como un par de llenado para el V8 de combustión a bajas revoluciones antes de que los turbos tuvieran la oportunidad de funcionar a pleno. Esto difiere de una configuración híbrida suave al enviar energía directamente a la transmisión independientemente del motor de combustión interna, en lugar de ayudar a los turbos mecánicamente antes de la combustión. El McLaren Speedtail también es un híbrido paralelo en ese sentido, pero tiene un motor eléctrico mucho más grande y una batería que agrega un total de 230kW o 308bhp para una cifra máxima de 1055bhp. El P1 también se diferencia de la mayoría de los otros híbridos paralelos por tener la necesidad de cargarse , pero esto se debe a que no tiene la capacidad de extraer potencia de un sistema de frenado regenerativo, que fue especificado por los ingenieros de McLaren para no influir negativamente en la sensación de frenado .
Aquí es donde las figuras combinadas y de potencia máxima pueden volverse más opacas que una simple figura de potencia de freno. A algunos fabricantes les gusta sumar la potencia total del sistema, que es una suma de la potencia total de cada fuente de alimentación. Sin embargo, esto no representa con precisión la potencia que el automóvil puede producir en un momento dado, ya que el motor eléctrico y el motor de combustión alcanzarán esos picos en diferentes puntos en el rango de revoluciones. La cifra más precisa que nos da McLaren, por ejemplo, es una cifra máxima, que es la cifra de potencia más alta que los dos motores producirán juntos en cualquier momento en el rango de revoluciones.
Autos de rendimiento híbridos paralelos Ejemplos:
McLaren P1
McLaren Speedtail
Honda NSX
Pro: tecnología probada, capaz de escalar fácilmente, relativamente barato
Con: aumento de potencia proporcionalmente pequeño considerando el peso extra del sistema
d)¿Qué es un híbrido enchufable?
Los híbridos enchufables toman el formato híbrido paralelo y lo llevan un paso más allá, incorporando uno o más motores eléctricos y una batería mucho más grande en el tren motriz. Al igual que con las otras categorías, los híbridos enchufables que se centran en la economía generalmente se centran en usar la mayor cantidad de potencia eléctrica posible para reducir la dependencia del motor de combustión, pero cuando se ajusta para un automóvil de alto rendimiento, se trabaja en una premisa que se centra en general rendimiento sin importar de dónde viene el poder.
El Porsche 918 Spyder fue uno de los primeros híbridos enchufables de alto rendimiento, que combinó un V8 derivado de la carrera con dos motores eléctricos, uno sentado en el motor que acciona las ruedas traseras y el otro en el eje delantero que acciona las ruedas delanteras. El 918 puede alcanzar alrededor de 20 km de sus motores eléctricos y batería, pero el énfasis está en aquellos motores eléctricos que proporcionan potencia y tracción adicionales, sin mejorar la eficiencia. La mayoría de la potencia del Porsche todavía se genera a partir del motor de combustión, pero los motores eléctricos pueden aumentarlo, llenando el par como el McLaren P1 para aumentar el par y la potencia a bajas velocidades del motor. Las baterías del Porsche se reponen tanto por el frenado regenerativo como por la capacidad de enchufarlo a fuentes eléctricas externas. Esta tecnología se ha filtrado en modelos Porsche menores como el Panamera y Cayenne, sus gamas superadas por los modelos Turbo S e-hybrid que combinan un pequeño motor eléctrico con un motor de gasolina V8 de doble turbo.
El Polestar 1 también se considera un híbrido enchufable, pero enfatiza su tren motriz eléctrico que se complementa con un motor de cuatro cilindros, doble carga y doble tamaño. Su potencia máxima de 592 CV se genera a partir de una división de aproximadamente 50/50 entre los motores eléctricos y de combustión, y se pone a tierra a través de las cuatro ruedas. Al igual que muchos modelos enchufables con tracción en todas las ruedas, el Polestar 1 no tiene una conexión de potencia física entre los ejes, ya que las ruedas delanteras funcionan únicamente con el motor de combustión y las partes traseras de los motores eléctricos. Conducir los motores eléctricos es una batería de 37kWh más sustancial, que le da al Polestar 1 un rango EV de hasta alrededor de 145 km, reduciendo la dependencia general del tren motriz en el motor de gasolina al navegar, pero usándolo al máximo al empujar.
La desventaja de tener una combinación tan sustancial de hardware eléctrico y de combustión es el peso, que a pesar de un cuerpo de fibra de carbono y otros esfuerzos sustanciales de ahorro de peso significa que la Polestar 1 todavía supera las 2.3 toneladas. Los trenes de potencia enchufables con un motor eléctrico más pequeño y la configuración de la batería, como la instalada en el Porsche Panamera, son casi tan perjudiciales para el peso y el rendimiento general, en el caso del Panamera aún agregan alrededor de 300 kg al peso en vacío de un equivalente Modelo sin el sistema híbrido.
Al igual que algunos otros sistemas híbridos, una disposición de plug-in puede cambiar claramente según el diseño individual. Puede tener la mayor variedad de capacidades, pero también tiene el mayor peso, aspecto que para los autos de alto rendimiento es muy difícil de justificar en cualquier nivel.
Autos híbridos de alto rendimiento enchufables plug in:
Polestar1
Porsche 918 Spyder
Porsche Panamera Turbo S e-hybrid
Pro: Capaz de conducir distancias utilizables con potencia EV; Los motores eléctricos son densos en potencia y pueden aumentar dramáticamente la potencia del sistema
Con: La opción más pesada, ya que requiere un conjunto completo de hardware de ambos sistemas de propulsión.
e)¿Qué es un híbrido extensor de rango?
Es posible que haya escuchado hablar acerca de los híbridos de extensor de rango hace unos años, pero a medida que los power trains enchufables se vuelven más flexibles y potentes, y la ansiedad de rango en los EV completos disminuye, también ha caído en desgracia el extensor de rango. Un tren motriz extensor de alcance se define por su diseño de un motor de combustión que es un pequeño motor suplementario para, como su nombre lo indica, extender el alcance del paquete de baterías. Los extensores de rango también reducen las pérdidas mecánicas parasitarias asociadas con los motores de combustión al no estar directamente conectados a las ruedas, sino que actúan solo como un generador de electricidad, de ahí su incompatibilidad general con los automóviles de alto rendimiento.
Si bien los automóviles privados se han alejado de los híbridos de estilo extensor de alcance, el transporte público como los autobuses y el nuevo LEVC London Taxi utilizan la tecnología para reducir drásticamente sus emisiones de carbono sin la necesidad de enchufarlo tan a menudo como una alternativa puramente eléctrica. Especialmente en los centros urbanos, los vehículos como el nuevo London Taxi pueden funcionar casi por completo en modo eléctrico gracias al estilo de conducción de parada y arranque constante que recarga las baterías mediante un frenado regenerativo, solo volcándose hacia el motor de combustión cuando las baterías están encendidas. Un nivel críticamente bajo.
Range Extender Cars Ejemplos:
BMW i3 REx
Chevrolet Volt
Taxi de Londres LEVC TX
Pro: la forma más eficiente de híbrido sin ansiedad de rango
Con: es el más comprometido en términos de aplicaciones de rendimiento
f)¿Qué es un EV?
Aquí es donde el auto eléctrico entra en escena. No hay ningún motor de combustión en absoluto, en cambio, un EV es impulsado completamente por uno o más motores eléctricos, alimentados por una batería sustancial. Existen muchas limitaciones para los autos eléctricos, como su dependencia de una infraestructura que todavía está en pañales en el Reino Unido y otros países aún hablando de los desarrollados. El origen de la electricidad es otra variabilidad en cuanto a las credenciales ecológicas de un automóvil eléctrico para que el impacto ambiental de su producción. Por tal motivo es fácil adoptar tanto una postura negativa como entusiasta. Los vehículos eléctricos generalmente son más limpios que sus contrapartes de combustión. cuando se toma en cuenta todo el ciclo de vida.
Desde una perspectiva de rendimiento, los motores eléctricos, con su par instantáneo y plataformas flexibles son posiblemente más dinámicos que sus contrapartes de gasolina. Pero con un defecto crítico: el peso. Al igual que con los híbridos enchufables, los vehículos eléctricos que tienen un largo alcance requieren una gran batería: los de Teslas de alto nivel y el nuevo Porsche Taycan son de hasta 100 kWh, con un peso de entre 600 y 700 kg. Sin embargo, esta enorme masa puede empaquetarse de manera flexible, generalmente encontrando un hogar a lo largo de la parte inferior del chasis, en el que están montados ambos ejes.
Desarrollado por primera vez por Tesla en el Modelo S, y ahora utilizado por Porsche en su nuevo Taycan, este diseño coloca casi todo el peso mecánico lo más bajo posible en el chasis, manteniendo el centro de gravedad bajo y, por lo tanto, ocultando el peso. Un Taycan Turbo S llega a la balanza con un peso asombroso de 2370 kg, pero conduce como un automóvil significativamente más liviano ( pero el peso incide en precoz desgaste de neumáticos por ej). La aceleración de los motores eléctricos modernos es otro atractivo, ya que su entrega instantánea de torque los hace sentir más rápido de lo que sugieren las cifras.
Sin embargo, desde una perspectiva emocional, los sistemas de propulsión eléctricos aún por ahora carecen de la variabilidad o participación que proviene no solo del ruido de un motor de combustión, sino del carácter y la entrega. Revolucionando más allá de las 9000 rpm en un Porsche GT3 RS, el aullido del V10 en un Lexus LFA o el murmullo fuera de ritmo de un AMG V8 al ralentí resuenan de una manera muy diferente al zumbido lejano de un motor eléctrico. Esto es algo que ningún tiempo de aceleración de menos de dos segundos podrá compensar.
Autos de alto rendimiento EV Ejemplos:
Porsche Taycan
Tesla Model 3 Performance
Mini electrico
Pro: el par instantáneo hace que muchos trenes de potencia eléctricos sean más rápidos que las alternativas de CI; embalaje verde y más flexible
Con: Susceptible a limitaciones de infraestructura; sin emociones; peso y desgaste de neumáticos precoz.
(1) Oximoron: palabra que resulta de la combinación de dos términos de significado distinto...(ecología y performance en este caso) pero otros ejemplos pueden ser "altibajo", "agridulce", "gas liquído", "silencio atronador" " "buen perdedor",....
fuente: Evo.com.uk,
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