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Sistema modular de conceptos híbridos, soluciones de Mercedes para todos los clientes y todos los campos de aplicación
El Mercedes-Benz S 400 HYBRID es el primer turismo híbrido comercializado en grandes series por un fabricante europeo de automóviles. La combinación del motor de gasolina V6, modificado en muchos detalles, con el módulo híbrido compacto hace del modelo de la Clase S introducido en junio de 2009 la berlina de lujo con motor de gasolina de menor consumo del mundo (7,9 l/100 Km, ciclo mixto). El S 400 HYBRID es también el turismo con menores emisiones de CO2 en esta clase de vehículos y de potencia: tan sólo 186 gramos por kilómetro.
El segundo elemento es el módulo híbrido compacto, que en el nuevo S 400 HYBRID desarrolla una potencia de 20 CV. Los ingenieros de Mercedes están trabajando actualmente en versiones más potentes de este motor eléctrico, que permitirán circular durante un periodo de tiempo limitado utilizando exclusivamente energía eléctrica. Al igual que los componentes del sistema híbrido de propulsión, también los componentes electrónicos de potencia están estandarizados y obedecen a una estructura modular. Los cuatro motores de combustión de alta cilindrada del sistema híbrido modular de Mercedes —dos de gasolina y dos diésel, con cuatro o seis cilindros— son compatibles con el cambio automático de siete velocidades 7G-TRONIC, concebido desde el comienzo de su desarrollo para permitir el acoplamiento del módulo híbrido. La estructura modular sistemática pone a disposición de los clientes una extensa gama de grupos de propulsión eficientes y económicos, de acuerdo con sus preferencias. Módulo híbrido compacto en el S 400 HYBRID Mercedes-Benz ha desarrollado su módulo híbrido integrado con vistas a su utilización en vehículos de las gamas altas. El motor eléctrico compacto en forma de disco está alojado en la carcasa del convertidor de par, entre el motor de combustión y el cambio automático de 7 velocidades 7G-TRONIC, en donde ocupa poco espacio, y puede utilizarse en todas las series de turismos de Mercedes con tracción trasera y con tracción integral. Se trata de un motor eléctrico trifásico de imanes permanentes con inducido en el exterior, que opera con una tensión de servicio de 120 voltios y desarrolla una potencia nominal de 20 CV y un par motor de 160 Nm para poner en marcha el vehículo. Este compacto componente (motor de arranque/alternador) asume también las funciones de dos grupos auxiliares convencionales: el motor de arranque y el alternador. La sofisticada interacción con el motor de combustión permite implementar funciones adicionales que influyen también positivamente sobre el consumo de combustible, las emisiones y la agilidad. Por ejemplo: el módulo híbrido incluye la función de parada y arranque ECO. Al decelerar, el motor eléctrico asume las funciones de un alternador y puede recuperar y convertir en energía eléctrica una parte de la energía cinética del automóvil.
Batería de iones de litio, el núcleo del sistema híbrido de propulsión La energía recuperada se almacena en una nueva batería de iones de litio de alta tensión, desarrollada específicamente para el uso en la automoción. Mercedes-Benz es el primer fabricante de automóviles del mundo que incorpora esta batería en un modelo de serie, el S 400 HYBRID. Las ventajas más importantes de las baterías de iones de litio frente a las baterías de níquel NiMH son una densidad energética mayor y un mejor rendimiento eléctrico, junto a las dimensiones más compactas y el menor peso propio. Gracias al montaje en el vano motor, donde sustituye a la batería convencional para el arranque, la batería no ocupa espacio en el interior del vehículo y se conservan tanto las generosas dimensiones del habitáculo como el volumen del maletero. La durabilidad de la batería es extraordinariamente alta, con un máximo de 600.000 ciclos de carga y descarga. Los técnicos de Mercedes-Benz asumen que las baterías de iones de litio alcanzarán una vida útil de más de diez años bajo condiciones de operación normales. La batería incorporada en el S 400 HYBRID tiene una capacidad de 7 Ah y una potencia de 20 CV A partir del sistema incorporado en la berlina de lujo, Mercedes-Benz está desarrollando una familia completa de baterías con distintos niveles de capacidad, hasta un máximo de 45 Ah. Con esta gama se cubre un abanico muy amplio de aplicaciones, incluyendo en algunos casos la circulación en régimen puramente eléctrico. El peso total de los componentes del sistema híbrido en el S 400 HYBRID no pasa de los 75 kilogramos. Mercedes-Benz apuesta igualmente por una estandarización de los componentes electrónicos de potencia, con el fin de utilizarlos con eficiencia en todas las series de modelos en combinación con diferentes motores eléctricos y distintas baterías. La berlina de lujo con motor de gasolina más eficiente del mundo El Mercedes-Benz S 400 BlueHYBRID se basa en el S 350. Una nueva culata, nuevos pistones y un árbol de levas modificado con un equipo de mando mecánico diferente conducen a un aumento de la potencia del grupo de 3,5 litros, hasta un total de 279 CV. Al mismo tiempo disminuye la demanda de combustible del motor. El motor eléctrico desarrolla una potencia de 20 CV y un par motor de 160 Nm al poner en marcha el vehículo. Por tanto, la potencia combinada asciende a 299 CV y el par motor combinado a 385 Nm. El módulo híbrido de mayor potencia P2 permite conducción eléctrica Un ejemplo de la versatilidad del sistema modular de Mercedes es el módulo híbrido con la denominación P2, que permite una circulación en régimen puramente eléctrico. El motor eléctrico de mayor potencia de este módulo, igualmente en forma de disco, se distingue sólo levemente del módulo híbrido que trabaja en el S 400 HYBRID, y puede integrarse como éste en la carcasa del cambio automático 7G-TRONIC. Con su ayuda, la próxima versión de turismo híbrido, integral, ofrecerá las mismas ventajas en cuanto al peso y la disposición de los componentes que el sistema utilizado en el S 400 HYBRID, conocido por su bajo peso y sus dimensiones compactas. Gracias a esta construcción se dispone de espacio suficiente para montar un embrague de separación adicional, situado en el P2 entre el motor de combustión y el grupo eléctrico. Este embrague separa los dos motores al circular con propulsión exclusivamente eléctrica, de modo que puede apagarse completamente el motor de combustión y no es necesario arrastrarlo durante la conducción. Otra ventaja de esta configuración es una recuperación energética plena, sin pérdidas mecánicas debidas al arrastre del motor.
Toma de corriente en la gasolinera: potente batería enchufable Otra diferencia esencial con respecto a los conceptos híbridos parciales es la batería enchufable, que puede recargarse conectándola a una toma de corriente y aumenta por tanto la autonomía eléctrica del vehículo. El acumulador energético para el motor eléctrico en el vehículo experimental está formado por una potente batería de iones de litio, instalada, por razones de espacio, inmediatamente delante del eje trasero. El módulo P2 aumenta durante la marcha la reserva energética de la batería: para ello se recupera una parte de la energía cinética al frenar. Durante las pruebas realizadas hasta ahora, el modelo experimental —una berlina de la gama alta— ha podido recorrer hasta 40 Km en régimen puramente eléctrico. El sistema ha demostrado ya su idoneidad práctica en una configuración ligeramente modificada en la furgoneta Mercedes-Benz Sprinter, alcanzando en este vehículo valores muy favorables de consumo. La combinación de un módulo híbrido enchufable con las medidas suplementarias BlueEFFICIENCY —entre otras, reducción de peso y optimizado de las condiciones aerodinámicas y la gestión energética—, es una solución apropiada para los turismos de la gama alta. Gracias a la autonomía eléctrica relativamente elevada, es posible realizar una berlina del formato de la actual Clase S con un consumo de unos tres litros. E 300 BlueTEC HYBRID: diésel híbrido próximo a la producción en serie El concepto modular permite combinar módulos híbridos en distintas gamas de potencia con diferentes motores de gasolina y diésel. Un ejemplo de esta estrategia es el Vision E 300 BlueTEC HYBRID. Según estimación de los especialistas de Mercedes, los modelos diésel híbridos de bajas emisiones ofrecen el mayor potencial de ahorro de combustible en la gama alta. El Vision E 300 BlueTEC HYBRID, equipado con el nuevo motor diésel de cuatro cilindros, subraya esta afirmación con un consumo mixto de sólo 4,5 l/100 Km. Al mismo tiempo, el turismo diésel híbrido desarrolla una potencia y un par motor enormes de 224 CV y 580—600 Nm (datos combinados del motor de combustión y el motor eléctrico), igual o superior al nivel de los actuales modelos diésel de seis cilindros (todos los valores son provisionales). El sistema de alta eficiencia para depuración de los gases de escape consta de una combinación de catalizador por oxidación, filtro de partículas diésel y BlueTEC con inyección de AdBlue. Con ello, el Vision E 300 BlueTEC HYBRID está en condiciones de cumplir las exigencias de las normas de protección medioambiental más severas del mundo, como BIN5 y EU6. ML 450 HYBRID con sistema híbrido bivalente El Mercedes-Benz ML 450 HYBRID se basa en una concepción técnica diferente, el llamado híbrido bivalente. El componente central del sistema es el cambio automático de progresión continua (Electric Continuously Variable Transmission = EVT) con regulación electrónica, formado por dos motores eléctricos compactos, tres trenes planetarios y cuatro embragues. Esta configuración permite derivar la potencia mediante dos vías: una eléctrica y una mecánica. La mayoría de los sistemas híbridos convencionales carecen de desmultiplicaciones mecánicas y operan por tanto de forma eficiente en la gama baja de carga y de velocidad.
En función de la situación del vehículo pueden controlarse los cuatro embragues para distribuir las fuerzas de propulsión de los motores eléctricos y del grupo de combustión entre las cuatro ruedas de la tracción integral permanente 4MATIC, utilizando cuatro desmultiplicaciones fijas y dos desmultiplicaciones variables eléctricamente. Los dos motores eléctricos del ML 450 HYBRID están integrados completamente en la carcasa del cambio. El primer motor eléctrico, situado más cerca del motor de combustión, desarrolla 85 CV y un par motor de 235 Nm. El motor eléctrico dispuesto a la salida del cambio desarrolla 82 CV, pone a disposición 260 Nm y es responsable de la puesta en marcha eléctrica y de la función «boost» al acelerar. La energía se almacena en una batería de alto voltaje (288 voltios). Se trata de una unidad de níquel e hidruro metálico de dimensiones compactas, refrigerada por líquido, situada en el alojamiento de la rueda de repuesto. La potencia de un SUV de ocho cilindros, unida a un consumo bajo El motor de gasolina V6 de 3,5 litros, optimizado en numerosos detalles, desarrolla una potencia de 279 CV y un par motor máximo de 350 Nm. La potencia combinada del sistema asciende a 340 CV y el par motor máximo a 517 Nm. Estas prestaciones alcanzan un nivel equiparable al de los modelos habituales de ocho cilindros; en cambio, el consumo y las emisiones son hasta 60% inferiores. Este vehículo, concebido especialmente para el mercado norteamericano, tiene un consumo en ciudad de 11,2 l/100 Km y precisa en autopista 9,8 l/100 Km. Por consiguiente, es el vehículo más eficiente de su segmento y el prototipo de las futuras generaciones de SUV, que deberán satisfacer una nueva legislación, más exigente, en los Estados Unidos.
14 de Julio de 2009
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