En teoría, un vehículo híbrido es aquel que cuenta con dos motores, uno de combustión y otro eléctrico. La realidad, actualmente, es bien distinta, ya que la tecnología se ha desarrollado tanto que existen híbridos muy diferentes entre sí y, sobre todo, más modernos que los primeros que aparecieron hace 20 años. Por ejemplo, si diseccionamos un Renault E-Tech full hybrid, encontraremos hasta tres motores, una caja de velocidades de 15 relaciones y un sistema de recuperación puntero.
La motorización E-Tech full hybrid permite ventajas inéditas hasta ahora en un híbrido, como arrancar, alcanzar los 130 km/h y circular el 80% en modo eléctrico en ciudad
Todo esto a simple vista, porque sobre todo estaremos frente a 150 patentes de gestión de energía exclusivas de Renault. Una tecnología fruto de la experiencia de más de una década fabricando coches eléctricos y de haber participado en la mayor revolución de la Fórmula 1 en lo que va de siglo.
La motorización E-Tech full hybrid permite ventajas inéditas hasta ahora en un híbrido, como arrancar, alcanzar los 130 km/h y circular el 80% en ciudad, todo ello en modo 100% eléctrico. ¿Cómo lo consiguen? Preguntamos a técnicos de Renault para que nos expliquen cómo funciona.
Dos motores eléctricos para circular en serie y paralelo
Según nos explican los técnicos de Renault, dependiendo de cómo estén colocados el motor térmico y el eléctrico, existen principalmente dos tipos de híbridos. Por un lado, los híbridos en serie, con ambos motores colocados en fila, de tal manera que el de combustión “carece de conexión con las ruedas y se limita a generar energía para el motor eléctrico”. Por el otro, los híbridos en paralelo, donde ambos motores tienen conexión a la tracción y “pueden transmitir potencia directamente a las ruedas”.
La innovación que presenta la tecnología E-Tech full hybrid es contar con dos motores eléctricos en vez de uno. El primero, nos explican desde Renault, es de tipo HSG (High Voltage Starter Generator), y puede funcionar “como generador y motor de arranque”. “También es el encargado de igualar la velocidad de giro del motor a la de transmisión, lo que permite prescindir de una caja de velocidades convencional”.
El motor eléctrico principal es más potente (a partir de 36 kW, según modelo) y de tipo síncrono de imanes permanentes. Según los técnicos de Renault, “está dedicado exclusivamente a suministrar potencia a las ruedas”, permitiendo que el vehículo pueda actuar como un híbrido serie o paralelo, según las circunstancias.
No es el conductor el que decide cuándo funciona un motor u otro, sino que el modo de tracción cambia automáticamente en función de la carga de la batería y las prestaciones requeridas
Por su parte, el motor de combustión es un gasolina atmosférico que, según el modelo, puede ser un 1.2 turbo o un 1.6 atmosférico. Se ha diseñado para reducir su tamaño y aumentar su eficiencia térmica, que con un 41% de coeficiente se sitúa “entre la más alta del mercado”. Cuenta con una válvula EGR (recirculación de gases) refrigerada y de baja presión, que permite reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx).
También se reducen las emisiones de dióxido de carbono (CO2) gracias a la eficiencia de las múltiples combinaciones de los motores eléctricos y el de combustión. Y es que, según nos explican desde Renault, no es el conductor el que decide cuándo funciona uno u otro, sino que “el modo de tracción cambia automáticamente en función de la carga de la batería y las prestaciones que el conductor requiere”. Todo ello de la forma más eficiente posible.
Caja con 15 combinaciones para circular siempre de la forma más eficiente posible
Las patentes exclusivas de Renault también se centran en los cambios de marcha. Como comentábamos antes, el motor eléctrico HSG iguala la velocidad de giro del motor a la de transmisión, lo que permite prescindir de una caja de velocidades tradicional. Esto le ha permitido a Renault innovar y desarrollar su caja de velocidades multimodo sin embrague, con la que se reducen las interrupciones de entrega de potencia durante los cambios de relación.
Un técnico de Renault nos lo explica: “Un detalle a tener en cuenta es que el motor eléctrico cuenta con dos marchas, que se combinan con las cuatro del motor térmico. Es decir, en modo eléctrico, nuestros vehículos pueden circular utilizando dos marchas diferentes. Esto es algo muy poco común incluso en los vehículos 100% eléctricos, y permite optimizar el consumo de energía”. Así, el sistema E-Tech full hybrid se encarga de combinar estas marchas de forma automática e inteligente, consiguiendo un total de 15 relaciones o modos distintos, dependiendo de si estamos en ciudad, en carretera, en una subida, adelantando…
Muchos de los ingenieros que trabajan en el desarrollo de la tecnología E-Tech proceden de la escudería de Fórmula 1, y en su momento participaron en la llegada del monoplaza híbrido en 2014
El objetivo de la caja de cambios multimodo de Renault es optimizar la eficiencia y reducir el consumo (hasta un 40% menos que un vehículo de combustión). Pero, como conductores, también notaremos una mejoría en la conducción, que ahora es más suave y agradable. Uno de los problemas que se solían señalar eran los tirones o cambios de par que se podían producir al cambiar de marcha. La solución fue contar con esta caja de cambios multimodo e integrar el motor eléctrico HSG con el motor de combustión.
Por último, al no contar con embrague, la caja de cambios de los E-Tech full hybrid prescinde del motor de combustión para arrancar e inicia siempre la marcha en modo cien por cien eléctrico. Esto supone nuevamente un ahorro de combustible, pero también un plus de confort al contar con la entrega de par inmediata de los motores eléctricos.
Sistema de recuperación de energía para circular el 80% del tiempo en modo eléctrico en ciudad
Las baterías de tracción que acompañan a la tecnología E-Tech full hybrid ofrecen desde los 1,2 kWh hasta los 2 kWh de capacidad (dependiendo del modelo) y funcionan entre 230 y 400 V de potencia, bastante más de lo habitual en un híbrido no enchufable. Esto permitiría, entre otras cosas, su mayor autonomía, que, aunque Renault no haga hincapié en las cifras, sí destaca que “permite circular el 80% del tiempo en ciudad en modo totalmente eléctrico”.
Buena parte del éxito se debe al sistema de recuperación de energía de Renault, que consigue optimizar al máximo las recuperaciones tanto en fase de desaceleración como en la de frenado.
En el primer caso, la recuperación de la batería se produce cuando levantamos el pie del acelerador, momento en el cual se activa el motor eléctrico principal y se activa como generador, recuperando la energía cinética. En la práctica, lo sentimos como un suave freno-motor.
En el caso de la fase de frenado, cuando pisamos el pedal levemente, se activa el frenado regenerativo. El proceso consiste en que el motor eléctrico ofrece resistencia y recupera la energía sobrante para regenerar la batería. En cualquier caso, si pisamos más a fondo, se activan los frenos hidráulicos para apoyar al frenado regenerativo y garantizar nuestra seguridad.
Así con todo, Renault nos garantiza que la E-Tech full hybrid está entre las tecnologías híbridas más avanzadas del mercado, con cifras de eficiencia nunca logradas hasta el momento. No es de extrañar si recordamos que, entre las 150 patentes, encontramos soluciones de altísima innovación, habiéndose desarrollado muchas de ellas en la siempre competitiva Fórmula 1.
De hecho, muchos de los ingenieros que trabajan en el desarrollo de la tecnología E-Tech proceden de la escudería de la Fórmula 1, y en su momento participaron en la llegada del monoplaza híbrido en 2014. La gestión y recuperación de la energía y la caja de cambios multimodo son algunas de las innovaciones que han pasado de los circuitos a las calles.
Imágenes: Renault
