Honda Insight EX 2010: Prueba del sistema híbrido
06 de noviembre de 2009
¿Te has preguntado alguna vez qué se necesita para construir un híbrido? Bueno, eso depende del tipo de híbrido al que te refieras.
Los híbridos que Toyota y Ford lanzan al mercado son complejos (y eficaces) híbridos en serie-paralelo, lo que significa que pueden funcionar con gasolina, electricidad, una mezcla directa en paralelo de los dos o un modo de serie a cuestas en el que el motor de gasolina genera electricidad para la batería mientras un motor eléctrico utiliza esa electricidad para impulsar el coche. Para ello se necesitan dos potentes motores eléctricos integrados en un alucinante (pero mecánicamente muy sencillo) sistema planetario CVT. Un potente software de control cambia continuamente de un modo a otro para que no tengas que pensar en ello.
Pero nuestro Honda Insight 2010 se basa en una configuración más sencilla en paralelo, en la que el motor y la transmisión se separan para que un fino motor eléctrico del tamaño de un volante de inercia (de poco más de 5 centímetros de grosor) pueda deslizarse entre ellos. Este motor eléctrico recibe el nombre de Integrated Motor Assist o IMA, para abreviar.
Está básicamente dispuesto así:
Motor –> IMA –> Transmisión
Vamos a echar un vistazo, empezando por la parte trasera del coche.
La foto de arriba de mi serie de recorrido de la suspensión muestra por qué se utilizó aquí la configuración simple de la suspensión de viga de torsión: deja mucho espacio entre las ruedas para un profundo pozo central que alberga la rueda de repuesto y el paquete de baterías.
Incluso hay espacio para varios rincones de almacenamiento. La cubierta de carga opcional con resorte puede caber en la ranura en la parte inferior de la foto.
Ahora vamos a sacar esa espuma de poliestireno por un minuto.
Veo un repuesto. Pero hay algo más ahí debajo.
¡Eureka! Es el paquete de baterías. Pero tengo que decir que no es muy grande. Sobre todo si se tiene en cuenta que la electrónica de conversión de voltaje y de control de la carga también se aloja aquí.
Las baterías en sí están formadas por celdas de hidruro metálico de níquel (NiMH), el tipo que se utiliza en casi todos los híbridos y coches eléctricos de producción actual.
En conjunto constituyen un paquete de 100,8 voltios que tiene una capacidad de 5,75 amperios-hora. ¿Eso es griego para ti? Multipliquemos los voltios por los amperios-hora (y dividámoslos por 1.000) para verlo en kilovatios-hora (kWh), el equivalente eléctrico al número de litros de un depósito de gasolina.
El depósito eléctrico del Insight es, por tanto, de apenas 0,58 kWh, lo que, entre otras cosas, lo convierte en un híbrido suave. El Prius, un híbrido más «completo», tiene una capacidad de batería de alrededor de 1,3 kWh.
Sube a un híbrido enchufable, como el tan anunciado Chevy Volt, y las capacidades de la batería empiezan a variar hasta 9 kWh para dar cabida a un poco de autonomía eléctrica extendida por cortesía de tu enchufe de pared. Si seguimos con algo como nuestro Mini E de 2009, un coche totalmente eléctrico que depende de la energía para todo lo que hace, encontraremos una batería con una capacidad utilizable de 28 kWh. Las capacidades de las baterías totalmente eléctricas aumentarán sin duda a partir de aquí.
¿Cómo se las arregla el Insight con 0,58 kWh? Bueno, el motor-generador eléctrico (que veremos en un momento) no es muy grande, por lo que no consume ni regenera mucha electricidad. Las baterías de los híbridos estándar obtienen TODA su energía del frenado regenerativo, y la cantidad que pueden tomar depende en gran medida del tamaño del motor-generador eléctrico.
La batería del Insight almacena esencialmente lo suficiente para recuperar la energía de las paradas en la ciudad para su uso inmediato cuando se sale de una parada y para volver a arrancar el motor cada vez que se apaga mientras está «al ralentí» en los semáforos. La autonomía eléctrica no es muy grande. Estamos hablando de segundos, no de minutos en la mayoría de las situaciones.
Al igual que todas las baterías híbridas, se consideran parte del sistema de emisiones del coche porque si fallan el coche funcionará con gasolina más tiempo y emitirá más contaminantes.
Esto significa que probablemente nunca tendrás que preocuparte por el coste de la sustitución de la batería o por el impacto en los vertederos de las baterías híbridas gastadas, ya que deben durar 10 años o 150.000 millas según la estricta garantía de emisiones de California.
¿Cómo es esto posible? No dejando nunca que la batería se descargue al 0% y no cargándola nunca al 100%. La clave para mantener una larga vida de la batería es la gestión cuidadosa de su estado de carga o SOC. Los híbridos y los coches eléctricos se toman este aspecto mucho más en serio que el sistema de carga de una pistola de tornillos Makita o de otros aparatos electrónicos domésticos recargables.
Una típica batería híbrida de NiMH, en términos hipotéticos muy aproximados, sólo utilizará la fina porción de SOC que va, digamos, del 30% al 70% de SOC. La gente está entusiasmada con las baterías de litio porque, en comparación, se puede utilizar un rango más amplio de SOC, como por ejemplo del 25% al 75% o del 20% al 80% de SOC. Y eso significa que se puede almacenar más electricidad en una batería de iones de litio del mismo tamaño.
La energía fluye entre la batería y el motor-generador (en ambas direcciones) a través de este cable naranja.
¡Contempla la potencia que tiene el motor de 1,3 litros y 4 cilindros que hace 85 caballos por sí solo! El IMA puede suministrar otros 13 CV (10kW) cuando sea necesario, elevando el máximo a 98 ponis.
Está claro que no se trata de un motor construido para incendiar el mundo, ya que el Insight consigue su ahorro de combustible mediante una adaptación moderna de un viejo principio de Honda establecido en sus anteriores modelos «HF» de gasolina: Peso ligero, un tren motriz diminuto, una sección transversal del vehículo pequeña con buena aerodinámica y neumáticos delgados de baja resistencia a la rodadura.
La fórmula suele incluir una transmisión manual, pero aquí se utiliza una eficiente CVT. Pero es una CVT «normal» en lugar de la exótica CVT electromecánica vista en el Prius. Esta iteración del Insight podría utilizar perfectamente una transmisión manual, como hizo el primer Insight, porque el motor-generador eléctrico es más un potenciador que otra cosa.
Mira dentro del círculo para ver el motor-generador IMA donde se asienta entre el motor y la transmisión. ¿Qué tal un vistazo más de cerca?
Verde = Motor, Naranja = Transmisión CVT y Amarillo = IMA, la carne del sándwich.
El IMA puede añadir hasta 13 CV a lo que el motor esté produciendo y también funciona como el motor de arranque principal del motor.
Ese motor nunca está totalmente desconectado del IMA, porque no hay embrague entre los dos. No obstante, el IMA puede impulsar el coche por sí mismo durante los primeros segundos después de salir de una parada con el motor apagado, pero el cigüeñal seguirá girando y los pistones seguirán bombeando hacia arriba y hacia abajo.
El bombeo de aire de esta manera a través de las válvulas abiertas crea una gran resistencia que arruina la eficiencia, por lo que Honda utiliza su sistema de conmutación de levas VTEC para proporcionar alivio. Una de las levas tiene el perfil estándar que el motor utiliza siempre que está en marcha, pero el segundo perfil de la leva es completamente redondo para que las válvulas de admisión y de escape nunca se abran mientras los pistones vuelan sin que se inyecte combustible.
Al principio parece que esto sería peor, ya que se necesita potencia para comprimir el aire bruto en un cilindro. Pero se recupera casi toda esa potencia ya que el pistón es empujado hacia atrás después de alcanzar el punto muerto superior debido al efecto del muelle de aire. Y este movimiento se suaviza por el hecho de que 4 pistones están haciendo esto en diferentes partes del ciclo, por lo que las fuerzas de compresión en un cilindro se compensan con las fuerzas de extensión en otro.
NOTA: ¿Ves por qué los paseos de la suspensión son mucho más fáciles que los de la cadena cinemática???
Tal vez el papel más importante de la IMA es el frenado regenerativo. Cuando se levanta el acelerador, el ordenador invierte la polaridad interior para convertir el IMA de un motor a un generador. Esta electricidad generada fluye de vuelta a la batería, y la acción de generarla crea una pequeña fuerza de «frenado» de desaceleración mientras los imanes del generador hacen lo suyo.
La fuerza es pequeña en este caso debido al pequeño tamaño del IMA y de la batería: sólo se puede generar y almacenar una cantidad determinada con esta ligera configuración. Como resultado, la fuerza de frenado regenerativo no se siente más significativa que el simple frenado del motor en la marcha máxima en su coche de gasolina. Todavía tienes que usar el pedal de freno y el sistema convencional de frenos de disco/tambor para la mayoría de tus necesidades de desaceleración y parada. Dicho esto, el uso suave del pedal y la ralentización gradual durante una larga distancia permite que el sistema de regeneración absorba todo lo posible.
Ese no es el caso de nuestro Mini E totalmente eléctrico, donde una enorme batería (50 veces más grande) y un gran motor-generador (el único motor principal del coche) pueden (y necesitan) tragarse todo el jugo que puedan. Los coches eléctricos tienen que recuperar cada trozo para alcanzar su autonomía anunciada.
Y así, el Mini E se conduce como un coche de slot, con importantes fuerzas de frenado regenerativo que se producen simplemente al levantar el pie del pedal del «gas». Son tan fuertes que puedes prescindir del pedal de freno normal el 70% del tiempo; tan fuertes que las luces de freno están programadas para encenderse por ordenador para que el coche de atrás no te dé por detrás.
Los finos neumáticos 175/65R15 reducen la resistencia a la rodadura siguiendo la tradición «HF» del Civic y el CRX. La cifra final de ahorro de combustible de la EPA es de 40 en ciudad/43 en carretera/41 combinado.
El Honda Insight nos impresionó y entusiasmó cuando lo vimos y condujimos por primera vez en la presentación a la prensa, pero eso fue cuando se rumoreaba que su precio oscilaba entre los 17.000 y los 18.000 dólares y la gasolina costaba más de 4 dólares por galón.
Pero el Insight acabó costando más de 20.000 dólares (con destino). Para que usted obtenga un Honda de baja potencia en el sentido tradicional frugal Honda «HF» que obtiene un poco de rendimiento y economía de impulso de un sistema híbrido suave simplificado. Con los precios moderados del combustible, ese precio parece un poco excesivo.
Dan Edmunds, Director de Pruebas de Vehículos