El paso hacia la electrificación total de los vehículos en la industria automotriz esta teniendo diferentes propuestas. Hay algunas que usan el camino lógico de empezar a presentar modelos de estas características y de a poco van cambiando la gama hacia este tipo de propulsión. Otras desarrollaron ejemplares híbridos (enchufables o no) que combinan los impulsores eléctricos con lo de combustión para mejorar el consumo. Y así como cada uno tiene su “librito”, Nissan decidió ir por la senda del e-POWER, una tecnología que está en su segunda generación que mejorá en un 20% el ahorro combustible con respecto al sistema anterior..
El sistema e-POWER de Nissan que ya utilizan en Japón el Note y el Serena y que hará su debut en Europa en el Qashqai, utiliza un motor naftero integrado para suministrar electricidad al paquete de baterías eléctricas. El último enfoque de la marca japonesa en el desarrollo de impulsores elevó la vara a grandes niveles, superando la tasa media actual del sector automovilístico del 40 % de eficiencia térmica, lo que permite reducir aún más los consumos y las emisiones de CO2 de los vehículos.
“En la búsqueda de la neutralidad de carbono en todo el ciclo de vida de nuestros productos para el año 2050, Nissan tiene como objetivo electrificar todos los nuevos modelos lanzados en los principales mercados para principios de la década de 2030” comentó Toshihiro Hirai, vicepresidente sénior de la división de ingeniería de motorizaciones y vehículos eléctricos. “La estrategia de electrificación promueve el desarrollo de motorizaciones eléctricas y de baterías de alto rendimiento para los vehículos eléctricos, y la tecnología e-POWER representa otro pilar estratégico importante”.
Un enfoque específico para mejorar la eficiencia
Los vehículos con motor de combustión interna convencionales exigen potencia y rendimiento de un motor en una amplia gama de velocidades y cargas. Este requisito fundamental hace que los motores convencionales no puedan rendir al máximo en todo momento. Sin embargo, el sistema e-POWER utiliza un impulsor integrado como generador de electricidad para la motorización del sistema eléctrico. El funcionamiento del motor se limita a su rango más eficiente, gestionando adecuadamente la generación de electricidad y la cantidad almacenada en la batería.
Con este enfoque específico y la evolución de la tecnología de las baterías y las técnicas de gestión energética, Nissan fue capaz de mejorar la eficiencia térmica más allá de los niveles actuales. El desarrollo de la próxima generación del sistema e-POWER sigue esta senda de eficiencia a través del diseño y el desarrollo por parte de Nissan de un motor exclusivo para esta tecnología.
El concepto STARC
Para conseguir un 50 % de eficiencia térmica, Nissan desarrolló un concepto denominado “STARC”, que recibe su nombre de las palabras clave «strong, tumble and appropriately stretched robust ignition channel». Este permite mejorar la eficiencia térmica reforzando el flujo de gases en el cilindro (el flujo de la mezcla de aire-combustible que se introduce en el cilindro) y el encendido, quemando de manera fiable una mezcla de aire-combustible más diluida con una elevada tasa de compresión.
En un motor convencional, existen restricciones a la hora de controlar el nivel de dilución de la mezcla de aire-combustible para responder a los cambios en las cargas de conducción, con varias compensaciones entre diversas condiciones de funcionamiento, como el flujo de gas en el cilindro, el método de encendido y la tasa de compresión, que pueden afectar a la eficiencia en favor de la potencia.
Sin embargo, un motor que funcione en un rango óptimo de velocidad y carga para la generación eléctrica permite mejorar drásticamente la eficiencia térmica.
En las pruebas internas, Nissan logró una eficiencia térmica del 43 % al utilizar el método de dilución EGR1, y del 46 % al utilizar la combustión con un multicilíndrico. Se alcanzó un nivel del 50 % haciendo funcionar el motor a un número de revoluciones y una carga fijos en combinación con tecnologías de recuperación del calor residual.
El sistema e-POWER de Nissan
El sistema e-POWER se introdujo por primera vez en Japón en 2016 con el Note y enseguida se convirtió en la elección preferida por los clientes, capturando un 70% del volumen de ventas del modelo.
A Europa la tecnología llegará de la mano del nuevo Qashqai. Su elemento más importante es la tecnología 100 % eléctrica que se utiliza en el LEAF para generar un buen par motor, una potencia constante y una gran eficiencia. El sistema está formado por un motor de naftero que actúa como generador eléctrico, un inversor, una batería y un eléctrico que es el encargado de mover las ruedas de manera exclusiva.
A diferencia de un sistema híbrido convencional, el sistema e-POWER permite el uso exclusivo del motor de combustión integrado para la generación eléctrica, separando la potencia del motor y la fuerza motriz de las ruedas.
La mecánica del nuevo Qashqai está formada por una batería de alto rendimiento, un motor naftero de 154 CV, un generador de energía, un inversor y un eléctrico de 140 kW de tamaño y potencia similares a los de los vehículos eléctricos de Nissan.
Para satisfacer las demandas típicas de los consumidores europeos y su conducción diaria, el sistema e-POWER se actualizó de manera significativa para el SUV. Mientras que en el caso del Note, el auto más vendido en Japón en los últimos años, utiliza un motor nafta de 1.2 litros que carga la unidad de la batería y genera una potencia final de 106 CV, en el caso de Europa, esta unidad suma uno de 1.5 litros con 190 CV.
El elemento exclusivo del sistema es que el propulsor naftero se usa únicamente para generar electricidad, mientras que las ruedas son impulsadas por el eléctrico. Esto significa que el motor siempre puede funcionar a un régimen óptimo, lo cual supone una eficiencia de combustible superior y menos emisiones de CO2 en comparación con un motor de combustión interna tradicional.
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