Híbridos y Eléctricos

La propulsión híbrida del Honda Insight

El concepto IMA (Integrated Motor Assist) de la marca Japonesa.

El Honda Insight es un compacto de cinco puertas cuya tecnología híbrida IMA le permite obtener unos bajos niveles de consumo (4,4 litros cada 100 km en ciclo combinado) y de emisiones (101 gramos de CO2 por kilómetro). FOTO: Honda

El Honda Insight es un vehículo compacto (4,39 metros) y cinco puertas que recurre a la tecnología híbrida para obtener bajos consumos y reducir así el nivel de emisiones contaminantes. Si hasta ahora los vehículos híbridos tenían un alto precio de tarifa, el Insight rompe esta barrera y se presenta con un precio de tarifa en España que, según versiones, ronda los 20.000 euros. En este sentido, es loable el planteamiento de Honda que pretende hacer asequible esta tecnología que, hasta el momento, es la vía más realista para reducir notablemente las emisiones de CO2 a la atmósfera, al menos hasta que se generalice la venta de los vehículos eléctricos, algo que, de momento, no se va a producir a corto plazo.

 

1. Los motores térmico y eléctrico

Al igual que sus primos hermanos Civic Hybrid y CR-Z (utilitario híbrido de Honda pendiente presentado en los salones de Detroit y Ginebra de 2010 y pendiente de comercialización en España), el Insight toma como punto de partida el sistema IMA (Integrated Motor Assist –Asistencia Integrada del Motor-) patentado por Honda y que la marca japonesa lleva diez años desarrollando. En esencia, el sistema IMA consiste en un motor de combustión interna que trabaja como fuente de energía principal y que se ve complementado por un motor eléctrico.

En el caso del Honda Insight el motor de combustión interna es un 1.3 gasolina de cuatro cilindros que entrega 88 CV y 121 Nm de potencia y par máximos respectivamente. Aunque está basado en el motor que monta el Civic Hybrid este motor es nuevo e incorpora varias mejoras técnicas que mejoran su rendimiento. Así se ha dado prioridad a la baja fricción lo que, unido a un nuevo diseño del catalizador, optimizan la eficiencia del motor. Estas mejoras, combinadas con una combustión más estable, consiguen mejorar el consumo de combustible un 2%.

El motor de combustión del Insight es un 1.3 de baja fricción y 88 CV de potencia. El eléctrico recurre a bobinas con devanado de alta densidad y electroimanes de alto rendimiento para producir 14 CV. FOTO: HondaPor otra parte, y siguiendo con las características técnicas de este motor, durante la deceleración, cuando los cilindros están inactivos, éstos se sellan para reducir las pérdidas de bombeo que provoca la aspiración del motor por lo que baja la resistencia permitiendo que el motor opere de modo más eficiente y aumente la recuperación de la energía para recargar la batería.

VCM (Variable Cylinder Management –Gestión Variable de los Cilindros-) es la nueva tecnología que aplica Honda para cerrar los cilindros y que se utiliza también para cerrar los cuatro cilindros cuando la necesidad de par motor es mínima, como sucede, por ejemplo, cuando se circula a baja velocidad. En esta situación, el Insight se impulsa solo con el motor eléctrico y las válvulas permanecen inactivas logrando así emitir cero emisiones de CO2 a la atmósfera.

Como ya hemos apuntado, obtener la menor fricción era uno de los objetivos primordiales de Honda con este motor. Tres de las medidas más innovadoras y sorprendentes para obtenerla han sido el diseño desplazado del cigüeñal, un pulido especial de los cilindros que crea una superficie más suave y la presencia de un segundo anillo de pistón de baja fricción.

Por lo que respecta al motor eléctrico, también es de nueva factura y recurre a bobinas con devanado de alta densidad y electroimanes de alto rendimiento que le permiten alcanzar los 14 CV de potencia y los 78 Nm de par máximo. Sin embargo, las principales mejoras se han centrado en hacerlo más pequeño y compacto, factor clave para optimizar el sistema IMA. El resultado es que este nuevo motor eléctrico es notablemente más delgado que el que monta el actual Civic Hybrid, 35,7 milímetros frente a los 61,5 mm del Honda Civic Hybrid.

En el Honda Insight, la batería de alta potencia va ubicada debajo del maletero con el objetivo de bajar el centro de gravedad. FOTO: HondaOtro elemento fundamental del sistema híbrido IMA del Honda Insight es la batería de alta potencia que lo alimenta de energía. Un 28% más ligera y un 19% más pequeña que su predecesora, la batería de alta potencia ahora va ubicada debajo del maletero para ayudar a rebajar el centro de gravedad.

Otra mejora muy importante aplicada a esta batería ha sido el perfeccionamiento de su sistema de refrigeración. Ahora, un motor en el lado del módulo de la batería extra el aire hacia la tomas que se encuentran en la parte trasera del coche. Al mejorar el sistema de refrigeración, el uso de la energía es más eficiente, su aprovechamiento es mejor por lo que la batería puede suministrar al motor eléctrico mayor energía y, sobre todo, con mayor frecuencia. La velocidad de recuperación de la batería también ha mejorado por lo que la energía de frenado regenerativo puede cargarse más rápidamente suministrando con más regularidad energía al motor eléctrico.

 

2. La combinación de ambos

La combinación entre los motores térmico y eléctrico es lo que da lugar a un sistema híbrido. Según como se combinen podemos distinguir entre tres tipos de sistemas híbridos: en serie, en paralelo y en serie-paralelo.

En el híbrido en serie el motor eléctrico es el protagonista principal mientras que el motor térmico es el complementario ya que solo se utiliza para generar electricidad para alimentar al motor eléctrico.

La modalidad híbrido en paralelo utiliza el motor de gasolina como fuente principal de alimentación para hacer funcionar al vehículo. El papel del motor eléctrico es asistir puntualmente al de combustión aunque a veces pueda accionar el vehículo por sí solo.

El híbrido en serie-paralelo, o también denominado sistema híbrido combinado, utiliza elementos de los sistemas híbridos paralelos y de serie. Normalmente está formado por dos motores eléctricos y un motor de combustión y cada uno de los motores puede operar de forma independiente. Este último sistema es al que ha recurrido Toyota y que aplica a modelos de las marcas Toyota y Lexus.

En el sistema híbrido IMA de Honda, una batería de alta potencia suministra energía al motor eléctrico. En esta radiografía del Insight apreciamos la conexión entre ambos elementos. FOTO: Honda

Honda y, por extensión, el concepto IMA, ha apostado por la tecnología híbrida en paralelo. En el Insight, el motor eléctrico asiste al de combustión durante las aceleraciones para que el vehículo consuma menos combustible. Es decir, el motor de combustión interna es el prioritario mientras que el eléctrico se limita a proporcionarle asistencia en las situaciones de conducción que exigen un alto porcentaje de entrega de potencia y par. No obstante, el sistema híbrido del Insight también hace que cuando éste funciona al ralentí, pare el motor térmico para reducir las emisiones. Es decir, el sistema se dota de un sistema de parada y arranque que permite al Insight parar automáticamente el motor de gasolina cuando se detiene, por ejemplo, en un semáforo o en una retención.

Otra particularidad del sistema IMA híbrido en paralelo es que la batería que alimenta al motor eléctrico se carga con la energía regenerativa que se obtiene de las frenadas y desaceleraciones por lo que el Insight no necesita recargarse nunca en una fuente de alimentación externa.

El cambio del Insight es una transmisión CVT que da prioridad a una transición entre velocidades suave para optimizar el consumo de combustible. FOTO: HondaLa teoría está muy bien pero, ¿en qué se traducen las bondades de este sistema híbrido? En un consumo aquilatado y en unos bajos niveles de emisiones contaminantes. A los datos les remitimos: el Insight se presenta con un consumo de 4,4 litros cada 100 kilómetros en ciclo combinado (ciudad/carretera), una cifra más propia de un vehículo diesel. Más baja aún es la cifra de emisiones de CO2 obtenida, sólo 101 gramos de CO2 emitidos a la atmósfera por cada kilómetro recorrido. Estos bajos consumos y emisiones no se consiguen sacrificando prestaciones: el compacto híbrido de Honda entrega 102 CV sumando los dos motores que le permiten alcanzar una velocidad máxima de 182 km/h y acelerar de 0 a 100 km/h en 12,5 segundos. Según la marca japonesa, estas cifras son más propias de un motor 1.6 convencional que no de un 1.3 como el del Insight lo que constata el destacado papel de asistencia que juega el motor eléctrico. De la transmisión de esta potencia se encarga un cambio automático CVT evolución de la transmisión CVT del Civic Hybrid.

 

3. ECON (Effective CONtrol)

El botón       ECON tiene la función de conseguir el mínimo gasto de combustible.       Conectado, se limita la potencia y el par, se suaviza la  aceleración,  se     reduce la potencia del ventilador, etc. FOTO:  HondaDiversos estudios desarrollados por Honda han constatado que dependiendo del estilo de conducción, varían notablemente los consumos. El equipo de desarrollo del Insight observó que existían diferencias significativas en la economía de combustible alcanzada entre los distintos conductores. Por ejemplo, a una velocidad media de 30 km/h se detectaban diferencias de hasta un 21% en el consumo real de combustible que registraban los distintos conductores. Valorando estas diferencias, los ingenieros restringieron el sistema de gestión del automóvil en un intento por reducir a un mínimo el efecto que provoca en el consumo de combustible el estilo de conducción. Cuando se repitieron las pruebas, los conductores menos eficaces mejoraron los resultados hasta el punto de reducir la diferencia con los mejores del citado 21% al 12%. El resultado de la intervención sobre el sistema de gestión es el botón ECON (Effective CONtrol).

El botón ECON está situado en la parte inferior izquierda del salpicadero a mano del conductor y, pulsándolo, el Insight adopta el modo de conducción Supereconomy para, como su propio nombre indica, obtener las mejores cifras de consumo posible.

Con el botón ECON conectado:

  • La potencia se limita y el par se reduce en un 4% excepto cuando el conductor pisa el pedal a fondo para no comprometer la seguridad.
  • La aceleración es más suave para mejorar la posición de la mariposa y la velocidad del motor. A cualquier velocidad del motor existe un ángulo óptimo de aceleración que, si se mantiene, da lugar también a una máxima eficiencia del combustible. Se debe tener en cuenta que muchos conductores pecan de pisar de forma brusca el acelerador. El botón ECON “suaviza” este defecto manteniendo la apertura de la mariposa consiguiendo una perfecta sintonización entre la velocidad y las condiciones de conducción. El conductor puede anular este sistema en cualquier momento, por ejemplo, en el caso que tenga que realizar una maniobra de emergencia.
  • El patrón de cambio de velocidad de la transmisión CVT es más suave.
  • La energía de la frenada regenerativa aumenta.
  • El tiempo en el modo de parada al ralentí aumenta.
  • El aire acondicionado funciona con más frecuencia en el modo de recirculación.
  • La potencia del ventilador se reduce para limitar el consumo de energía del sistema.
  • Durante el modo de parada en ralentí (el motor se para cuando el coche está detenido) el compresor del aire acondicionado deja de funcionar.

 

4. El sistema de asistencia a la conducción ecológica

Desde Honda también explica que una conducción suave y que dé prioridad al ahorro de combustible optimiza de forma notable las virtudes del sistema IMA. Si se conduce finamente, sin acelerar o frenar de forma brusca se reduce el consumo de combustible y, no solo eso, la batería de alta potencia se mantiene durante más tiempo cargada suministrando así más energía al motor eléctrico que asistirá al motor de combustión con mayor regularidad y, en consecuencia, se obtendrá una mayor economía de combustible. Como llevar a cabo una conducción tan suave requiere práctica y un aprendizaje, la marca japonesa ha desarrollado una tecnología que ayuda a los propietarios del Insight a ser más eficientes cuando conducen. Dicha tecnología es el Sistema de Asistencia a la Conducción Ecológica y su función es la que su propio nombre indica.

El Sistema de Asistencia a la Conducción Ecológica es un conjunto de elementos que ayudan al conductor a realizar una conducción más eficiente. FOTO: Honda

Dos son los elementos principales de este Sistema: un indicador de la “barra de guía eco” en la pantalla multi-información (MID) en blanco y negro y un indicador situado detrás del velocímetro. Ambos indicadores están sincronizados para proporcionar información en tiempo real sobre el consumo de combustible y ofrecer directrices sobre cómo cambiar el estilo de conducción.

La Eco Guide Bar o “barra de guía eco” de la pantalla MID es un símbolo de una barra que se mueve hacia uno de los lados de una línea central. El objetivo del conductor debe ser conducir de tal modo que la barra se mantenga en el centro y lejos de las áreas sombreadas o punteadas de cada uno de los extremos.

Cuando se conduce con suavidad, por tanto, de forma eficiente, la barra se mantiene cerca del centro del indicador moviéndose solo ligeramente a la derecha al acelerar de forma gradual o a la derecha si la acción es la de frenar, también suavemente. Circulando bajo estas condiciones, el indicador luminoso de detrás del velocímetro se muestra en color verde constando que la conducción es económicamente óptima. Al acelerar o frenar de un modo más decidido, la barra de la pantalla se desplaza hacia la derecha o hacia la izquierda y alcanza las áreas sombreadas de la escala lo que indica un consumo importante de combustible.

Paralelamente, la señal luminosa de detrás del velocímetro adopta un color verde azulado. En conclusión, el objetivo del conductor para lograr las cifras más aquilatadas de consumo es intentar que la barra se mantenga en el centro y la luz de detrás del velocímetro permanezca en verde el máximo tiempo posible.

El Sistema de Asistencia a la Conducción Ecológica informa de que la conducción realizada es óptima: la barra de guía eco (en el recuadro dentro del cuentarevoluciones) está prácticamente en el centro y la luz de fondo del velocímetro se muestra en verde. FOTO: HondaEn esta  imagen, ha empeorado, la barra de guía eco se ha desplazado hacia la  derecha indicando una frenada o aceleración firme y la luz del  velocímetro ha adoptado un tono azul, color que representa un consumo  alto de combustible. FOTO: Honda

 

El Sistema de Asistencia a la Conducción Ecológica también motiva al conductor para que consiga una conducción económica y, por ende, ecológica. ¿Cómo? En una pantalla encima de la barra indicadora “crecen” pequeñas hojas si la conducción es eficiente. Dichas hojas reflejan el progreso “ecológico” del conductor, si éste es adecuado, aumentará el número de hojas siendo el punto culminante el dibujo de una flor, símbolo que representa una conducción perfecta a nivel de bajo consumo y respeto medio ambiental.

El Honda Insight puntúa el estilo de conducción. Al aumentar la  eficiencia van “naciendo” hojas. El objetivo será lograr la flor,  símbolo de una conducción ecológica perfecta. FOTO: Honda

Por otra parte, cuando termina el recorrido y el motor se apaga, la “guía ecológica” en blanco y negro de la pantalla MID se transforma en una pantalla de puntuación ecológica. Ahora, las “hojas” del informe superior se refieren al rendimiento del conductor durante el último recorrido mientras que la barra y los símbolos de la parte inferior de la pantalla muestran una puntuación referida a la vida del vehículo. Esto se muestra en tres fases con el árbol crecido totalmente y con una flor en el extremo derecho para mostra la mejor puntuación. Si la fase del conductor ha mejorado desde el último recorrido, aparece un símbolo de reconocimiento con coronas de flores. Al término de la tercera fase, se muestra un símbolo de trofeo que reconoce un buen progreso. En cambio, si el modo de conducción ha empeorado y la puntuación total y la fase disminuyen, se muestra el símbolo de una planta marchita. Como se puede deducir, la finalidad de Honda es recompensar el estilo de conducción suave y económico y motivar al conductor a que logre el menor consumo en cada uno de sus viajes.

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