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Jaguar Land Rover desarrolla una tecnología única del Módulo de Propulsión Eléctrico (eDM eDrive Module) que podría ser utilizada para los futuros vehículos de cero y bajas emisiones.
Tres “Concept_e”, un Vehículo Eléctrico, un Híbrido Enchufable y un Híbrido Convencional son el escaparate del potencial futuro en la cita anual del CENEX.
Jaguar Land Rover ha desvelado en el CENEX, un importante evento anual para vehículos de bajas emisiones de carbono, algunas de las más innovadoras tecnologías para motores de cero y bajas emisiones desarrolladas por sus ingenieros.
A través de tres “Concept_e” de desarrollo propio, Jaguar Land Rover ha mostrado la nueva tecnología de altas prestaciones basada en el Modulo de Accionamiento Eléctrico eDM (eDrive Module). Este nuevo sistema es capaz de producir el doble de potencia y par que un motor eléctrico de los que hoy existen en producción. Además, el nuevo módulo puede ser insertado entre motor y transmisión en Híbridos Convencionales (MHEV), Híbridos Enchufables (PHEV) o incluso en un Vehículo Eléctrico (BEV).
Las tecnologías basadas en los “Concept_e” son el resultado de las investigaciones sobre nuevos sistemas de propulsión eléctrica del programa denominado State-of-the-Art, un trabajo que comenzó en 2013 y que está destinado a evolucionar la próxima generación de Híbridos y Vehículos Eléctricos que llegará al mercado.
Liderado por Jaguar Land Rover, este proyecto de investigación, de dos años de duración, tiene una dotación de 16,3 millones de libras, de los cuales 12 son partners tecnológicos británicos y una dotación parcial de Innovate UK. Esto ha permitido reunir a los líderes académicos más prestigiosos, ingenieros y especialistas tecnológicos, para apoyar a la cadena de suministro tecnológico del sector industrial del automóvil, y así poder crear una serie de soluciones únicas e innovadoras en este campo.
Dr. Wolfgang Epple, Director de Investigación y Tecnología de Jaguar Land Rover ha puntualizado: “Esta es una investigación de Jaguar Land Rover a largo plazo, un proyecto que explora todos los aspectos del futuro de los modelos híbridos y de los vehículos eléctricos. Los tres “Concept_e” nos permitirán probar y desarrollar nuevas y potenciales soluciones tecnológicas que podrían formar parte de nuestra forma de ver los coches de cero y bajas emisiones en 2020”.
“El proyecto está ayudando también a desarrollar las posibilidades del Reino Unido en lo relativo a sistemas alternativos de propulsión. Estamos seriamente comprometidos para que el Reino Unido se convierta en líder mundial en tecnología de motores. La colaboración en programas de investigación como este nos permitirá multiplicar los efectos de nuestra inversión en I+D+i y nutrir la cadena de suministro de tecnología del Reino Unido. Este enfoque está ayudando a desarrollar la experiencia y las tecnologías que harán que el Reino Unido sea en un futuro aún más competitivo.”
Dr. Ruth McKernan, Chief Executive at Innovate UK, dijo: "Los resultados líderes en el mundo de este proyecto de colaboración en I + D no sólo justifican nuestra inversión en el mismo, sino que prometen beneficios económicos significativos para la industria automovilística del Reino Unido y sus cadenas de suministro. Nuestra inversión de 230 millones de libras en el sector durante los últimos 8 años ha ayudado a la industria a completar un cambio notable, posicionando al Reino Unido como el centro mundial en innovación del automóvil”.
Los tres “Concept_e” que se incluyen en la presentación como escaparates tecnológicos son:
-Concept_e MHEV. Mild Hybrid Electric Vehicle (Vehículo Híbrido Eléctrico Convencional). El híbrido convencional, es decir, no enchufable o de hibridación leve, está basado en el Range Rover Evoque. Cuenta con un prototipo de motor diésel (90 CV) y un sistema eléctrico de 48V. Incorpora un motor integrado por cigüeñal dentro de un módulo híbrido con embrague de desconexión, todo intercalado entre el motor de combustión interna y la revolucionaria transmisión de 9 velocidades. El motor-generador esta alimentado por un avanzado sistema eléctrico de 48-voltios y un conjunto de baterías de iones de litio de 48 voltios.
-Concept_e PHEV. Plug-in Hybrid Electric Vehicle (Vehículo Híbrido Eléctrico Enchufable). El Híbrido Enchufable emplea una arquitectura similar a la del MHEV, pero con un motor prototipo de gasolina de (300 CV) y transmisión de 8 velocidades, ambos en posición longitudinal y montado todo sobre un Range Rover Sport. El motor eléctrico es capaz de generar más de 150 kW y también hace las funciones de motor de arranque. El motor extrae energía eléctrica de un conjunto de baterías de iones de litio de 320 voltios situado en el maletero. La planta motriz híbrida transmite la fuerza y la potencia a través de la caja de cambios automática convencional del Range Rover Sport y del sistema de tracción permanente a las cuatro ruedas de serie.
-Concept_e BEV Battery Electric Vehicle (Vehiculo Eléctrico de Batería). Es el mejor escaparate para una investigación basada en el dominio de la arquitectura de aluminio desarrollada por Jaguar Land Rover. Se ha modificado la base del monocasco (o el suelo del coche) para instalar un sistema de batería de iones de litio de 70kWh HV y unidades accionamiento eléctrico (EAD). El tren delantero cuenta con una transmisión de una sola velocidad acoplada a un motor eléctrico de 85 kW. El tren trasero dispone de una transmisión de dos velocidades con un motor eléctrico de 145 kW.
El Dr. Epple añade: “La innovación para el cuidado medioambiental es el centro de nuestro trabajo. Contamos con una estrategia abierta para el desarrollo de propulsores con tecnología de bajas emisiones, que nos ha permitido crear innovaciones como nuestra familia de motores Ingenium y de vehículos ligeros. Soluciones como estas ya han ayudado a reducir el promedio de emisiones de CO2 en nuestra flota durante los últimos años”.
“Nuestra visión de futuro es continuar reduciendo las emisiones y mejorando la eficiencia del combustible sin dejar de ofrecer lujo, las prestaciones, el refinamiento y el confort que nuestros clientes esperan. Ya se trate de optimizar los motores de combustión interna o los sistemas de propulsión híbrida avanzada y propulsión eléctrica, así como de introducir nuevos materiales ligeros o mejorar el ahorro de energía con tecnologías de calefacción y ventilación más eficientes, seguimos moviendo hasta la última piedra para asegurarnos de que nuestros vehículos emitan significativamente menos emisiones en el futuro”.
Jaguar Land Rover muestra los resultados de una innovadora "Manta de aire caliente" para reducir las emisiones
Jaguar Land Rover presenta la investigación sobre la “Manta de Aire Caliente”. Esta nueva tecnología puede reducir radicalmente la energía consumida en la calefacción del vehículo.
Otras innovaciones que ayudan a reducir el peso del vehículo son el prototipo de asiento, un 30% más ligero que los actuales, así como otros componentes fabricados en fibra de carbono mezclada con lino.
Se ha investigado también para reemplazar telas, entramados de cable y componentes eléctricos con novedosas placas base más ligeras y finas para los circuitos impresos electrónicos, similares a las utilizadas actualmente en televisores curvos.
Jaguar Land Rover ha mostrado en el CENEX de este año, evento de Vehículos de Bajas Emisiones de Carbono, algunas de las nuevas e innovadoras tecnologías de bajas y cero emisiones que está desarrollando.
A la vez que se ha expuesto el vehículo de Batería Eléctrica (BEV), las últimas tecnologías sobre Híbridos Ligeros y Enchufables, los ingenieros de investigación de Jaguar Land Rover han desvelado los últimos desarrollos sobre sistemas de calefacción y ventilación más eficientes y nuevas soluciones para reducir el peso del vehículo y mejorar las emisiones y ahorro de combustible.
Dado que los sistemas de Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado (HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning) consumen importantes cantidades de energía y, por lo tanto, combustible o energía eléctrica almacenada en la batería o sistema de almacenamiento de un Vehículo Eléctrico (BEV Battery Electric Vehicle), Jaguar Land Rover está trabajando en proyectos de investigación capaces de reducir radicalmente el consumo de energía por el calentamiento y enfriamiento del vehículo.
Dr Wolfgang Eppel, Director de Investigación y Tecnología de Jaguar Land Rover ha declarado:
“A día de hoy, los sistemas HVAC de un Vehículo eléctrico pueden representar un consumo de entre 8 y 10 kW, suficiente para reducir la autonomía por encima de un 40%, mientras que el aire acondicionado puede reducir la autonomía en más de un 20% en un modelo con motor de combustión interna. Así que, para mejorar consumo y emisiones en los motores de combustión interna y optimizar la autonomía de un Vehículo Eléctrico futuro (BEV), nos hemos replanteado la gestión térmica del habitáculo. Por eso estamos desarrollando nuevos métodos de calefacción y enfriamiento del interior, buscando conseguir significativas reducciones de consumo de energía.”
En lugar de que en el coche entre un flujo continuo de aire caliente o frío, Jaguar Land Rover está investigando cómo el vehículo puede crear una “Burbuja de Aire” caliente o fría dentro del vehículo, y mantener a la vez la temperatura y calidad de esta burbuja utilizando las últimas e innovadoras tecnologías para el sistema HVAC. Esto incluye un nuevo vidrio reflectante de infrarrojos (IRR Infra-Red Reflective), hecho a medida según el perfil de la radiación solar de una región o país concretos. El cristal podría reflejar los rayos solares y así se necesitaría menos energía para enfriar el interior del coche.
Por otra parte, para mantener en términos saludables la calidad de la burbuja de aire frío o caliente, el aire del habitáculo pasa a través de un filtro especial ubicado en el maletero del vehículo. Este filtro elimina el CO2, la humedad y las partículas nocivas, proporcionando una mejor calidad del aire en el interior del vehículo en relación al que existe fuera.
Manta de Aire Caliente
En un futuro sería incluso posible no tener que calentar o enfriar el volumen de aire del interior del coche. El propio coche podría calentar o enfriar directamente a los ocupantes empleando un flujo de aire caliente o frío gestionado a través del tejido poroso utilizado en los asientos. Habrá pequeños paneles infrarrojos invisibles insertos en parasoles, topes de puertas, tapa de la guantera y en los laterales del túnel de transmisión rodeando a cada ocupante e irradiando calor al cuerpo. Esta “Manta de aire caliente” puede envolver a cada pasajero en su propio micro-clima y calentar la piel del ocupante, mejor que mantener todo el habitáculo a una temperatura demandada.
Como los paneles se calientan rápida y eficientemente, y la sensación de calor es prácticamente inmediata, el consumo de energía podría reducirse considerablemente. Al combinar estas técnicas, los resultados de las primeras pruebas realizadas muestran que es posible reducir el consumo del sistema HVAC, pasando de los entre 8 y 12 kW actuales a un consumo que va de 4 a 6 kW.
“Ahorrar peso es crucial para mejorar el consumo y las emisiones. Los ingenieros de Jaguar Land Rover son líderes mundiales en el desarrollo de carrocerías de vehículos ligeros para reducir el peso y mejorar la conducción, la eficiencia del combustible y las emisiones. Nuestros investigadores están trabajando más allá de las estructuras ligeras y buscan, en todos los componentes del coche, la forma de sustituir los entramados de cables por otros circuitos electrónicos impresos, para desarrollar un prototipo de asientos mucho más ligeros de lo que son en la actualidad”. Añade Dr. Epple. “Estamos investigando también cómo podemos utilizar fibra de carbono en los futuros vehículos, combinándola con nuevos e innovadores materiales como el lino, a la vez que exploramos nuevas técnicas de fabricación de la propia fibra de carbono para utilizarla en otros componentes en volúmenes superiores a lo que es factible hoy”.
El equipo de Jaguar Land Rover está investigando si el cableado a base de cobre y los componentes eléctricos pueden ser reemplazados por finas y ligeras placas de circuitos electrónicos impresos similares a las que actualmente se utilizan en las más modernas televisiones curvas. La tecnología puede implementartse como alternativa al tradicional cableado para ahorrar peso y espacio en funciones que incluyen instrumentos, interruptores, sensores, iluminación, calefacción y pantallas.
Utilizando un proceso de formación compuesto denominado Estampado de Componentes Termoplásticos (Thermoplastic Composite Stamping), la investigación de los ingenieros de Jaguar Land Rover ha llegado a desarrollar un nuevo polímero ligero para la estructura del asiento que pesa un 30% menos que la equivalente de acero. La tecnología empleada para ubicar el emplazamiento de los asientos ”PLACES” propicia que los componentes estructurales funcionen como parte del sistema de confort, facilitando la consolidación de las piezas y reduciendo peso. Los cojinetes de los asientos y la fabricación del tejido que los cubre han optimizado también su peso sin renunciar a la comodidad. Esto aporta un menor grosor de espuma, ofreciendo un asiento de perfil más delgado. Con ello se contribuye a optimizar el volumen del habitáculo, liberando más espacio en el vehículo.
Con el mismo objetivo de ahorrar peso, Jaguar Land Rover está trabajando en un proyecto denominado CARBIO, que investiga cómo hacer fibra de carbono más acorde con el medio ambiente y con un coste más eficiente, a la vez que pretende obtener una mejora en ruidos, vibraciones y propiedades de dureza (NHV).
CARBIO combina capas de fibra de carbono y lino con el aceite de resina de anacardo, más sostenible y compatible con el medio ambiente. El lino es una planta natural y un material sostenible, elegido por sus inherentes propiedades para amortiguar el ruido. Así pues, CARBIO suma a la fuerza y ligereza de la fibra de carbono la sostenibilidad y bajo coste del lino. Además, el proyecto CARBIO da como resultado un material que, procedente de la mezcla entre la fibra de carbono y el lino, tiene un tercio más barato en coste de fabricación que la fibra de carbono tradicional.
Los componentes fabricados en CARBIO son un 28 por ciento más ligeros que el aluminio y un 55 por ciento más que el acero, aportando a la vez las probadas mejoras de dureza NVH del lino. Porque un componente de CARBIO necesita menos material adicional para insonorizar que la fibra de carbono tradicional, el aluminio o el acero, lo que representa un potencial ahorro de peso.
