11º SIMPOSIO SCHAEFFLER

Schaeffler acelera la movilidad eléctrica

En el 11º Simposio Schaeffler (Schaeffler Kolloquium 2018), la recién creada división E-mobility ha presentado sus innovadoras soluciones para propulsiones eléctricas e híbridas. Entre ellas figuran los módulos híbridos compactos con embrague triple integrado, una nueva generación de propulsiones de eje eléctricas y las innovadoras “cajas de cambios híbridas dedicadas” completas.

Transmisión híbrida inteligente de Schaeffler.
Transmisión híbrida inteligente de Schaeffler.

Durante la próxima década, se endurecerán aún más los límites de CO2 en los principales mercados automovilísticos. En este sentido, la Unión Europea tiene previsto que el límite para el parque de vehículos vigente para 2021 de 95 gramos de CO2 por kilómetro se reduzca un 30 por ciento adicional hasta 2030. Mientras, en algunos mercados como China o California se han establecido cuotas fijas para vehículos con propulsiones alternativas. Dado que de un país a otro varían tanto las disposiciones legales, como las preferencias de los clientes, la nueva división E-mobility de Schaeffler apuesta por desarrollar varias soluciones de propulsión distintas. Para que sea posible seguir fabricando vehículos eléctricos e híbridos rentables, los componentes eléctricos y electrónicos de la propulsión se basan en una plataforma de desarrollo común, que comprende no solo los componentes de hardware, como los motores eléctricos y la electrónica de potencia, sino también todos los elementos de software esenciales necesarios para regular la propulsión.

En la actualidad, Schaeffler es líder mundial en la implantación de embragues dobles y módulos híbridos para vehículos híbridos, en los que la propulsión eléctrica está situada entre el motor de combustión y la caja de cambios, denominada “disposición P2”. En la segunda generación actual de los módulos híbridos, se ha logrado alojar el embrague de separación, responsable de la desconexión entre el módulo híbrido y el motor de combustión durante la conducción eléctrica, en el interior del motor eléctrico. Con la tercera generación del módulo presentada por primera vez en el Simposio Schaeffler, ahora el embrague doble completo también se traslada para alojarse dentro del motor eléctrico, más concretamente en la cavidad del rotor. Para garantizar el arrastre de fuerza necesario, se utilizan embragues de discos múltiples de varias capas, como los que en principio también se utilizan en los vehículos deportivos de alto rendimiento. En asociación con los actuadores, también integrados completamente para el accionamiento de los tres embragues, el resultado es un módulo híbrido muy compacto, que alarga la transmisión solo un poco en comparación con su equivalente de motor de combustión, lo que facilitará aun más su adopción por parte de la industria.

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Con el aumento de la cuota de mercado de los vehículos híbridos enchufables, los fabricantes de vehículos están reflexionando sobre sus conceptos de cajas de cambios. En lugar de colocar el motor eléctrico delante y detrás de la caja de cambios, ahora es posible combinar la propulsión eléctrica y la caja de cambios en un solo elemento, de tal modo que se consiga una única unidad constructiva y funcional. En el simposio, Schaeffler presenta al público por primera vez un concepto revolucionario dela denominada “caja de cambios híbrida dedicada”. La “DH-ST 6+2” (Dedicated Hybrid Transmission) se basa en una caja de cambios automatizada y ofrece dos marchas eléctricas y seis mecánicas. El motor eléctrico, que funciona en paralelo al motor de combustión, está integrado en la estructura de la caja de cambios de tal modo que tiene a su disposición dos relaciones de transmisión. La ventaja es que el motor eléctrico puede funcionar de un modo muy eficiente incluso a altas velocidades. También hay dos relaciones de transmisión exclusivas para el motor de combustión. Un tipo de caja de cambios de reproducción entre ambas cajas de cambio parciales se encarga de que el motor de combustión también utilice la caja de cambios parcial de la ruta eléctrica, de modo que este dispone de otras cuatro marchas. Las simulaciones llevadas a cabo por Schaeffler muestran que con la “DH-ST 6+2” y una potencia del sistema de 220 kilovatios, pueden lograrse no solo prestaciones deportivas, sino también un consumo de combustible de tan solo 4,5 l/100 km aproximádamente.

En 2011, Schaeffler presentó un prototipo de vehículo con dos propulsores eléctricos en los ejes delantero y trasero, que de forma adicional disponía de una distribución activa de par entre las ruedas de un eje. Ahora, Schaeffler no solo fabrica de serie componentes clave para dicho concepto, sino que también ha desarrollado un módulo completo para ejes eléctricos, que comprende variantes de propulsión tanto paralelas al eje como coaxiales, incluyendo los componentes opcionales para el diferencial, la caja de cambios de dos velocidades y la distribución activa de par. Mediante un configurador, que Schaeffler presentó por primera vez en el simposio, en el futuro podrán definirse propulsiones de eje eléctricas para vehículos eléctricos e híbridos que satisfagan las exigencias en cuanto a espacio constructivo, prestaciones y función.

Si comparamos el eje eléctrico de 2011 con un modelo actual, podemos comprobar los grandes avances conseguidos en el ámbito de las propulsiones eléctricas. Si la propulsión de eje, con un peso de 90 kilos, proporcionaba una potencia máxima de 60 kilovatios a principios de la década, la última generación suministra 145 kilovatios, aunque el peso ha podido reducirse en diez kilos. “Estos resultados solo pueden obtenerse porque desarrollamos los componentes eléctricos, mecánicos y electrónicos de nuestras propulsiones con un planteamiento de sistema”, explica Matthias Zink, director de Automotive de Schaeffler. “Nos consideramos un socio de desarrollo para todas las formas de electrificación. En la actualidad, Schaeffler ofrece una gama de productos tecnológicos amplia y bien surtida con la que puede electrificarse la transmisión. De este modo, solo para la posición P2 ofrecemos, por ejemplo, módulos híbridos que interactúan con un convertidor de par, una caja de cambios CVT y un embrague doble. A este respecto, la profunda competencia mecánica de nuestra empresa tecnológica ha demostrado ser otro punto fuerte del que se benefician nuestros clientes”, añade Matthias Zink. “Así pues, suministramos los productos capces de satisfacer las diversas exigencias de los clientes y necesidades de movilidad”.

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