El fantasma del pasado del EV-1.
En 1996, General Motors introdujo el EV-1 en las salas de exposición de Saturn en California y Arizona. Era pura electricidad. Cero emisiones. Gas cero. Durante siete años, más de 1.000 de estos elegantes sedanes fueron arrendados a los primeros usuarios que querían escapar del problema. Entonces GM desconectó el enchufe. ¿El consenso? La demanda de los consumidores fue débil. La tecnología de las baterías era primitiva. La mayor parte de la flota no terminó en las vías de acceso. Terminaron en contenedores trituradores.
Avance rápido hasta finales de la década de 2000.
Los precios del gas se han disparado. La densidad de la batería ha mejorado. Y GM está de vuelta en el juego. Pero no están repitiendo la historia. Están cambiando las reglas por completo con el Sistema de propulsión E-Flex. Esta plataforma sustenta el Chevrolet Volt, un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) que estará en las salas de exposición a finales de 2010.
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En qué se diferencia E-Flex de los híbridos tradicionales
La mayoría de la gente confunde el Volt con un híbrido estándar como el Toyota Prius. No son lo mismo. La distinción importa.
En un híbrido estándar, el motor de combustión interna (ICE) está vinculado mecánicamente a las ruedas. Ayuda a empujar el coche, especialmente durante la aceleración. Sin el motor de gasolina, el motor eléctrico no puede realizar el trabajo pesado. Es una asociación.
“Nuestro motor no está conectado directamente a las ruedas y sólo se enciende cuando la batería está agotada”, dijo el portavoz de GM Dave Darovitz.
Los ingenieros de GM llaman a la configuración del Volt un “giro revolucionario”. Las ruedas son accionadas únicamente por energía eléctrica. Siempre. Incluso cuando el motor de gasolina está en marcha.
Aquí está el truco. El motor de gasolina actúa como extensor de autonomía. Es un generador estacionario a bordo. Una vez que la batería se vacía, el ICE gira. No conduce el coche. Genera electricidad para recargar la batería, que luego alimenta el motor eléctrico. Sin enlace mecánico. Sin embrague. Sólo propulsión eléctrica pura, respaldada por un generador de gas.
La regla de las 40 millas
¿Por qué es importante esta configuración para su viaje diario?
Después de enchufarlo a cualquier toma de corriente doméstica estándar durante la noche, el Volt ofrece hasta 64 kilómetros (40 millas) de autonomía totalmente eléctrica. Eso es suficiente para la mayoría de los desplazamientos diarios. No quemas gasolina. Pagas por la electricidad.
Una vez que se han recorrido esas 40 millas, el extensor de alcance se activa. El automóvil continúa moviéndose con energía eléctrica. La batería mantiene una carga. Nunca sientes un cambio en la entrega de potencia porque la transmisión nunca cambia. Es sólo un coche eléctrico con un suministro interminable de electricidad.
Pero, ¿qué alimenta esa batería? ¿Y cuánto le costará realmente esto en comparación con un gran consumidor de gasolina?
La batería E-Flex
Necesitamos mirar debajo del capó. En concreto, en el corazón de la plataforma E-Flex.
La batería: levantamiento pesado, perfil bajo
Estamos hablando de un trozo de 400 libras de química de iones de litio. 181 kilogramos de densidad de energía pura. Genera hasta 16 kilovatios-hora de electricidad. Ese es el corazón del sistema E-Flex.
¿Por qué esto importa? Porque los intentos anteriores de vehículos eléctricos estaban inflados. Tome el GM EV-1. Usó un paquete de plomo-ácido. La potencia de salida era más o menos similar a la que ofrece el E-Flex hoy en día, pero ¿el peso? La batería del EV-1 pesaba alrededor de 2200 libras. Eso es casi una tonelada más de peso muerto.
La geometría de las celdas marca la diferencia. La mayoría de los vehículos eléctricos de esa época utilizaban celdas cilíndricas de iones de litio. E-Flex se desinfla. Las células planas ocupan menos volumen espacial. Empacas más energía en la misma huella. El enfriamiento también se vuelve trivial. El fluido fluye a través de una superficie plana sin luchar contra las turbulencias.
No es sólo un componente. Es estructural.
La batería es demasiado grande para un compartimento de motor. Está integrado en el chasis. Un riel en forma de T va desde el eje delantero hasta el trasero. La parte superior del T se encuentra debajo del asiento del pasajero trasero. Esta ubicación protege la mochila en caso de colisión. También baja el centro de gravedad.
Tony Posawatz, quien más tarde dirigió la línea Chevrolet Volt, lo expresó sin rodeos: “El corazón y el alma de [la plataforma E-Flex] es la batería, con un vehículo encima”.
Los ingenieros saben cómo atornillar un motor. Saben cómo montar una transmisión. ¿Pero integrar una batería enorme? ¿Gestionar la calefacción, la refrigeración y los materiales exóticos? Ese era un territorio inexplorado.
¿Pilas de combustible de hidrógeno? Ese es un problema futuro. Falta infraestructura. ¿Carga eléctrica? La grilla ya está ahí. Posawatz anotó claramente los cálculos: la electricidad cuesta uno o dos centavos por milla. La gasolina cuesta diez centavos. La economía funciona sin esperar a que lleguen nuevos oleoductos.
Dinámica de conducción y carga
La batería E-Flex alimenta un motor eléctrico. Este motor impulsa las ruedas delanteras. El silencio es lo primero que notas. Sin ruido de combustión. Sólo rugido de neumáticos.
La potencia ronda los 120 kilovatios. Eso se convierte en aproximadamente 160 caballos de fuerza. Las cifras suenan modestas hasta que recuerdas cómo se comportan los motores eléctricos. Los motores de combustión interna necesitan acelerar para alcanzar picos de par. Los motores eléctricos ofrecen par instantáneo. De cero a 60 mph ocurre en menos de 9 segundos.
No parece un coche económico. Se siente como un sedán deportivo V-6 que se lanza desde un semáforo. La aceleración es inmediata. Implacable.
El frenado regenerativo juega un papel muy importante aquí. Cuando levantas el acelerador o pisas el freno, el motor invierte su función. Se convierte en un generador. Capta energía cinética. Devuelve esa energía a la batería. La posición de montaje baja de la batería ayuda a la estabilidad en el manejo durante estas maniobras de alta G.
Cargar es mundano. Utiliza la misma química de iones de litio que su computadora portátil o teléfono. Recién ampliado.
Conéctelo a un tomacorriente doméstico estándar de 110 voltios. Cualquier enchufe de cocina sirve. GM espera que la mayoría de los usuarios carguen durante la noche en sus garajes. Eso lleva unas seis horas. Si tienes un circuito de 220 voltios, reduce ese tiempo a la mitad. De tres a cuatro horas.
Andrew Farah, el ingeniero jefe del Volt, quería desmitificar el proceso. Los componentes son complejos. La experiencia no lo es. Mantener el coche en marcha es tan sencillo como enchufar una lámpara. Hay un enchufe en el lateral del coche. Lo enchufas a la pared. Eso es todo.
El extensor de alcance E-Flex
En el momento en que la carga inicial de la batería disminuye, el extensor de alcance toma el control. GM lo llama así, pero funcionalmente, es solo un motor de combustión interna ubicado en la parte delantera del vehículo. En el concepto Chevrolet Volt, es un motor de tres cilindros y 1.0 litros. No impulsa las ruedas directamente. Hace girar un generador para mantener la batería cargada. El tanque de combustible tiene capacidad para 12 galones.
El ingeniero Andrew Farah lo expresa claramente. La mayoría de los vehículos eléctricos son sencillos. Batería. Motor. Eso es todo. ¿Se te acabó el cargo? Estás presionando. En la plataforma E-Flex, eso no sucede. El motor de gasolina elimina la “ansiedad de autonomía” que hace que los conductores miren los indicadores y calculen si tienen suficiente energía para llegar a casa.
Todavía necesitas gasolina. El coche recorre hasta 40 millas sólo con la batería. ¿Después? El motor de gasolina se activa. No es opcional si quieres seguir moviéndote.
El discurso de GM es agresivo. Afirman que el conductor promedio ahorra 500 galones de combustible al año. Casi no hay visitas a gasolineras. No hay horarios típicos de servicio de motor. Quieren que conectes tanto como sea posible para mantener la batería acondicionada.
Planes de flexibilidad de combustibles y de hidrógeno
Los ingenieros ya están mirando más allá de la gasolina. El objetivo es un extensor de autonomía que funcione con gasolina o mezclas de etanol E85. En Europa están probando el diésel. También se está desarrollando una variante de pila de combustible de hidrógeno.
“Estarías usando la celda de combustible la mayor parte del tiempo y la batería no tanto”.
En esa configuración, elimina por completo el extensor de alcance y el generador. Las células de hidrógeno ocupan su lugar. La batería juega un papel secundario. Es una arquitectura diferente, pero la filosofía E-Flex permanece.
Cero emisiones para el viaje diario
GM quiere que estos autos estén limpios. Realmente limpio. Durante las primeras 40 millas de conducción, las emisiones son cero. El motor eléctrico no emite productos químicos. Sin contaminantes. Sin escape.
Una vez que el motor arranca, la eficiencia aumenta. Los ingenieros de GM estiman alrededor de 50 millas por galón con el extensor de alcance activo. El concept car prometía más de 600 millas de autonomía. La versión de producción ofrece alrededor de 360 millas. ¿Por qué la caída? Tanque de gasolina más pequeño. Menos peso.
Los funcionarios de GM sostienen que la reducción tiene sentido. Darovitz preguntó por qué alguien llevaría consigo combustible que tal vez nunca utilizaría. La mayoría de los estadounidenses no conducen más de 400 millas sin detenerse. De hecho, GM estima que más del 75 por ciento de los viajeros estadounidenses conducen menos de 40 millas por día.
Si los vehículos E-Flex alcanzan sus objetivos, esos viajeros nunca usan una gota de gasolina. Sin emisiones nocivas durante la rutina diaria. Irónicamente, el tanque más pequeño podría aumentar las cifras generales de economía de combustible, incluso si rara vez lo aprovechas. ¿Pero si decides tomar la autopista? Aún obtienes esas 50 mpg.
Entonces, ¿cuándo podrás comprar el Chevy Volt? ¿Y qué más hay en la hoja de ruta de E-Flex? El siguiente capítulo contiene los detalles de precios y disponibilidad.
La plataforma E-Flex y la ambiciosa hoja de ruta del Volt
El Chevrolet Volt llegó al Salón Internacional del Automóvil de América del Norte (NAIAS) de 2007 como el buque insignia de la nueva plataforma E-Flex de GM. No fue el EV-1. Era una rareza de dos asientos y dos puertas. Se trataba de un sedán compacto de cuatro puertas. Cuatro asientos. En la cabina cabría un hombre de 6 pies y 2 pulgadas en la parte trasera. Aunque no hay asiento central. Ese espacio fue para la batería en el piso. Mantener el techo bajo ayudó al flujo de aire. La aerodinámica no era opcional. GM necesitaba esa economía de combustible para funcionar.
Llegar allí fue la parte difícil. La línea de tiempo del Chevrolet Volt fue brutal. Los ingenieros querían que los autos estuvieran en las carreteras a fines de 2010. Eso significó pruebas masivas. La batería tenía que mantenerse fría. Tenía que ser seguro. Tuvo que sobrevivir a caminos llenos de baches. Y tenía que ser producible en masa. No puedes simplemente construir un prototipo a mano y esperar lo mejor cuando buscas volumen.
El precio fue otro dolor de cabeza. GM inicialmente puso a flote 30.000 dólares. Luego las conversaciones se volvieron confusas. Darovitz, portavoz de GM, lo expresó sin rodeos.
“Aún no se ha determinado el precio del Chevrolet Volt”.
Estaban analizando los créditos fiscales del gobierno. Beneficios para el cliente. Subvenciones. Costo de electricidad versus ahorro de gasolina. Volúmenes iniciales. El precio estaría vinculado a los precios del gas en el momento del lanzamiento. Tiene sentido. Si la gasolina cuesta 5 dólares el galón, la propuesta de valor cambia.
Más allá del sedán: Opel Flextreme y Cadillac Provoq
Meses después de la presentación del Volt, GM lanzó el Opel Flextreme. Es el primo europeo. Un elegante hatchback de cinco puertas. Mismo corazón. La misma tecnología E-Flex. Pero el extensor de alcance era diferente. Un motor turbodiésel de 1,3 litros. No es un motor de gasolina de combustión interna. La mayoría de los coches en Alemania funcionan con diésel. El territorio de Opel. Esto hizo que el Flextreme fuera más adecuado para las carreteras europeas.
Luego vino el Cadillac Provoq. Llegó al circuito de espectáculos en enero de 2008. Un SUV. Pero utilizó un sistema E-Flex combinado con pilas de combustible de hidrógeno. Sin emisiones de escape. Sólo vapor de agua.
Los números fueron impresionantes. 280 millas con hidrógeno. 20 millas con energía de batería eléctrica. Todo ello sin producir emisiones nocivas.
Estos todavía eran conceptos. Pero Farah, el ingeniero jefe, dijo que los componentes fueron diseñados para una amplia gama de vehículos.
“Deberíamos poder ampliar la disponibilidad de este tipo de tecnología, para ponerla en todo tipo de coches diferentes que la gente quiera.”
Cómo encaja
La plataforma E-Flex no se trataba solo de un automóvil. Era un enfoque modular de la propulsión. Ya fuera un sedán compacto, un hatchback europeo o un SUV de hidrógeno, la filosofía subyacente seguía siendo la misma. Electrificación con extensor de alcance de respaldo.
Para el Volt específicamente, los desafíos de ingeniería fueron inmensos. Gestión térmica de baterías. Seguridad bajo estrés. Eficiencia aerodinámica. Todo esto tenía que converger antes de que comenzara la producción. El precio todavía estaba en el aire, ligado a las condiciones del mercado y a los subsidios. Pero la tecnología era real. Y estaba llegando.
Si el precio de 30.000 dólares alguna vez se mantuvo es otra historia. El cronograma era ambicioso. Algunos lo llamaron imposible. Pero las piezas estaban ahí. La batería. El motor. La aerodinámica. La plataforma.
¿Qué sucederá cuando se agoten los subsidios? ¿O cuando bajen los precios de la gasolina? Las matemáticas cambian. El Volt fue construido para un momento específico. Un momento donde la electricidad y la gasolina estaban en guerra. Y GM quería ser el pacificador. O el vencedor. Depende de cómo se mire.
