Published On: Jue, Jul 16th, 2015

Compacto y poderoso: el futuro del desempeño híbrido de Infiniti

New Models Spearhead Infiniti at the Geneva Motor Show

HONG KONG.-El sistema de Respuesta Directa Híbrida de Infiniti será un pilar en los vehículos que esta marca ofrezca en el futuro. Actualmente, los ingenieros buscan impulsar consistentemente esta innovadora tecnología.

Una de las principales áreas de exploración e investigación es reducir de manera general el tamaño del tren motriz híbrido, sin comprometer el desempeño o refinamiento.

En la industria automotriz es ampliamente conocido que la tecnología de las baterías es la clave para el desarrollo futuro de los vehículos híbridos.

“Hay que encontrar un balance entre la potencia, tamaño y peso de los motores eléctricos y la potencia, tamaño y peso de la batería que se requiere para hacerlo funcionar”, dijo Francois Bancon, vicepresidente de Estrategia de Producto de Infiniti.

“Éste no sólo es un reto para Infiniti: es una tarea para todas las manufactureras automotrices en su búsqueda por realizar avances en la tecnología híbrida y salvaguardar los beneficios en desempeño de dicha tecnología”, agregó.

Por más de un siglo se han realizado avances en el desarrollo de motores de gasolina, mientras que la industria está apenas en las etapas iniciales del desarrollo de tecnologías híbridas.

La tendencia moderna hacia trenes motrices más amigables con el medio ambiente presenta nuevos retos, pues las manufactureras tienen que balancear la necesidad de preocuparse por el medio ambiente, a través de trenes motrices con bajas emisiones y eficientes en el uso de combustible, a la vez de llevar el desempeño a nuevas alturas.

Los motores eléctricos extremadamente poderosos podrían brindar un desempeño increíble para los vehículos urbanos del futuro, pero con la tecnología actual serían muy costosos en términos de peso de la batería. Por lo tanto, el reto es hacer un balance entre la demanda de potencia del motor eléctrico y la potencia de batería ligera y sustentable.

Un futuro inspirado en la Fórmula Uno

Son diversas las lecciones que se pueden aprender de los motores híbridos empleados en la Fórmula Uno, ya que sus modernos sistemas de recuperación energía y regeneración tienen mayor relevancia para los métodos que se emplean en los vehículos urbanos.

Tanto el Infiniti Q50 Híbrido como el Infiniti Red Bull Racing RB11 emplean un motor de combustión interna V6 de gasolina, el cual se complementa con un poderoso motor eléctrico.

En situaciones donde se demanda la máxima aceleración – por ejemplo, saliendo de una curva cerrada – ambos vehículos despliegan energía eléctrica de una batería para potenciar un motor eléctrico, proveyendo un torque instantáneo para una potente aceleración.

El modo en que los vehículos de la Fórmula Uno obtienen su energía ha cambiado: lo que anteriormente era denominado un motor, ahora consiste en un motor de combustión interna, un turbocompresor y un sofisticado Sistema de Recuperación de Energía, que en conjunto conforman la “Unidad de Poder”.

El sistema incorpora dos Unidades de Generador a Motor: el MGU-H (el turbocompresor híbrido), el cual recupera energía del escape, y el MGU-K (Unidad de Generador a Motor – Kinect), el cual la recobra del frenado.

Bajo las nuevas regulaciones introducidas en el 2014, los motores V8 de 2.4 litros (normalmente no turbocargados) del pasado han sido remplazados por motores V6 de 1.6 litros con inyección directa de combustible.

La unidad de poder está compuesta de un motor de combustión interna, la batería de litio-ion, el MGU-H, el MGU-K, la unidad de control ERS, y el turbocompresor.

Los componentes de dicha unidad de poder híbrido y el viaje de esa energía – la manera en que la energía en el Infiniti Red Bull Racing RB11 es generada, cosechada y reutilizada – tiene paralelos con el sistema del Infiniti Q50 Híbrido.

Estas Unidades de Poder de Fórmula Uno no sólo son poderosas, sino además son compactas y altamente eficientes.

Los ingenieros de Infiniti buscan tomar algunos de estos aprendizajes de competencias automovilísticas y transferirlos a su investigación para vehículos urbanos. Asimismo, hay algunos elementos de la experticia, investigación y experiencia de Infiniti en el área de movilidad híbrida que el equipo de carreras puede retomar.

Actualmente, el Infiniti Q50 Híbrido despliega 67 caballos de potencia y 214 lb-ft (290 Nm) de torque provistos por su combinación de un motor eléctrico y la batería de litio-ion de 50 kW.

Por su parte, el vehículo de carreras RB11 cuenta con 161 caballos de fuerza y aproximadamente 150 lb-ft (203 Nm) de torque, provistos por su batería y motor de 120 kW.

El torque total es limitado en el paquete de Fórmula Uno a una velocidad rotacional máxima del motor de 50,000 revoluciones por minuto impuesto por la Federación Internacional del Automóvil (FIA, por sus siglas en francés), el órgano rector de este deporte. Dichas limitaciones no restringirán la investigación de Infiniti en el área de la potencia de motores eléctricos.

El Infiniti Q50 Híbrido ofrece un afable desempeño electrónicamente asistido en cualquier momento gracias a una exclusiva propiedad de carga rápida de batería / descarga y un sistema de control que asegura un nivel mínimo de carga de batería en cualquier momento.

En contraste, el vehículo de la Fórmula Uno agota casi la totalidad de su batería en aproximadamente 33 segundos, lo cual significa que se requiere una recarga antes de que pueda brindar otro aumento de potencia.

Refinando lo mejor de la Fórmula Uno

“Durante los últimos años hemos visto que los motores de gasolina en la Fórmula Uno se han vuelto más pequeños, de motor V8 de 2.4 litros a motores V6 de 1.6 litros, mientras que la porción de energía eléctrica híbrida del sistema ha aumentado en potencia de salida para compensar la pérdida de caballos de fuerza en la combustión interna”, observó Bancon.

La inducción forzada, por medio de la turboalimentación, también ha ayudado a los diseñadores de motores de Fórmula Uno a extraer más potencia de motores más pequeños. Este aspecto es de sumo interés para los ingenieros que diseñan vehículos urbanos, incluyendo a los de Infiniti.

Los turbocompresores pueden experimentar un retraso de desempeño en el momento que les toma responder a los comandos del conductor, pero es ahí cuando el motor eléctrico – con su torque instantáneo bajo en revoluciones por minuto – se convierte en el aliado perfecto para motores turbo de baja capacidad.

Los ingenieros de vehículos urbanos buscan maneras de explotar está avanzada combinación inspirada en la Fórmula Uno de turbo y energía eléctrica, con el motor eléctrico llenando cualquier retraso momentáneo en el desempeño del turbocompresor con su torque instantáneo.

Infiniti Q80 Inspiration con un aumento de potencia híbrida

El Infiniti Q80 Inspiration, presentado por primera vez en el Autoshow de París 2014, es un vehículo concepto audaz, un sedán de tamaño completo y de alta gama. Bajo su emotiva carrocería se encuentra un estudio ingenieril de cómo se podría ver la siguiente generación de trenes motrices híbridos de Infiniti – un sistema de aumento de potencia híbrido Infiniti.

Su tren motriz de 550 caballos de potencia, biturbo, 3.0 litros V6 de gasolina/híbrido asegura un desempeño emocionante. El motor de gasolina ofrece cerca de 450 caballos de potencia con el balance – y considerable aceleración de torque – proveniente del aumento de potencia híbrido de 100 caballos de potencia. Fue hecho más pequeño, pero es extremadamente poderoso.

Un futuro completamente eléctrico

Las empresas automotrices estudian la factibilidad de las transmisiones totalmente eléctricas, con las llantas impulsadas totalmente por motores eléctricos, mientras que el motor de combustión interna tendrá el objetivo único de generar electricidad para cargar la batería.

“Tal vez en el futuro los modelos de Infiniti podrían utilizar un manejo totalmente eléctrico,” vaticinó Bancon. “Aspiraríamos a refinar y mejorar el impresionante torque de los motores eléctricos para lograr una aceleración verdaderamente fluida y estimulante, utilizando un motor de combustión interna muy reducido para cargar la batería”.

La habilidad reciente de explorar la energía recuperada no solo llevaría a una reducción en el peso y tamaño de los motores de combustión interna, sino también a una minimización en la arquitectura de las baterías, ya que esta energía “gratuita” podría ser continuamente recuperada y desplegada, y se requeriría un menor espacio para almacenar baterías de “largo plazo”, lo cual resultaría en una transmisión eléctrica muy poderosa, de  alto desempeño y muy liviana.

Después de haber sido pionero en el uso de la tecnología híbrida refinada en el sector automotriz de alta gama, los departamentos de investigación y tecnologías avanzadas de Infiniti buscan descubrir el siguiente avance evolutivo en los trenes motrices híbridos para continuar con el liderazgo de la marca en el sector.