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Y sin embargo te quiero

El blog de Luis Carlos Alcoba

Y sin embargo
te quiero

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Más que cambiar el motor

En lo mucho que hasta el momento se ha dicho y escrito sobre vehículos eléctricos (BEV) y con motor de combustión interna (ICE), se les suele enfrentar como si la única diferencia entre ellos fuera el tipo de motor. Desde los puntos de vista de la ingeniería y el diseño, las diferencias van bastante más allá.

Una parte excesiva de lo que se comenta sobre los vehículos eléctricos carece de base, lo mismo que algunos de los argumentos empleados en el enfrentamiento que se ha creado entre ellos y los ICE están basados en los intereses de las respectivas industrias y sus inversores. Más allá de esta hojarasca, llama la atención que esa rivalidad parece partir de que un BEV y un ICE son iguales salvo en el tipo de motor, o como mucho que uno de ellos lleva además una batería grande. Esto supone ignorar por qué cada tipo de coche es como es o, dicho de otro modo, cuáles son los condicionantes que cada tipo de motor y tracción ejercen sobre la arquitectura y la forma de un vehículo. Así que lo mejor será repasar los condicionantes de cada uno y, de paso, compararlos entre sí.

El volumen que ocupan un motor de combustión y sus accesorios (alternador, compresor del aire acondicionado, colectores de admisión y escape, y bombas varias) llena por completo el capó motor. El equivalente en un BEV es algo menor, y por eso existe la posibilidad en el eléctrico de reservar un hueco para un maletero delantero, o al menos receptáculo para el cable de carga.

Si el vehículo es un ICE de tracción delantera, el motor se coloca de modo transversal a la marcha, y algo inclinado para bajar el capó motor y mejorar así la aerodinámica, con la caja de cambios a continuación. De ésta salen los ejes de la transmisión que, al ser obviamente barras rígidas y rectilíneas, condicionan la posición de las ruedas delanteras, al llevarlas algo más atrás de lo ideal. Esta posición retrasada de las ruedas no solo alarga el voladizo delantero (lo que dificulta la dinámica y afea la estética) y reduce la distancia entre ejes (menor estabilidad direccional), también retrasa los pasos de rueda, que se introducen en el habitáculo y dificultan especialmente la ubicación del acelerador en los coches con volante a la derecha.

Haciendo números gordos, la necesidad de refrigeración de un ICE es el doble de la de un BEV, y eso influye en el aspecto del frontal del vehículo. Estamos acostumbrados en los coches térmicos a grandes entradas de aire para alimentar un gran radiador de motor, al que a veces se añaden radiadores de aceite para el propio motor o para el cambio. Un BEV tiene en menor medida este condicionante, lo que reduce el tamaño de las entradas de aire y, a la vez, permite un morro más bajo, al ser menor la superficie del radiador.

Ford Puma a secas, con su motor de combustión (un ICE). y muchas entradas de aire para refrigerar.
Ford Puma Gen-E, completamente eléctrico (es decir, un BEV), con pocas entradas de aire.

Los vehículos con motor de combustión en posición delantera, que son la mayoría, hacen que la línea de escape transcurra por debajo de la carrocería hasta llegar al silenciador final, generalmente colocado debajo del maletero. Para que esa línea de escape no sobresalga bajo el coche y quede por ello expuesta a golpes y además perjudique la aerodinámica, la parte inferior de la carrocería tiene un arqueado en sentido longitudinal, suficiente para que se oculte el tubo de escape. Evidentemente un BEV no necesita de esta complejidad; es más, suele exigir un fondo totalmente plano al que sujetar la batería.

Sobre ese silenciador final que se mencionaba antes hay que señalar que las normas de homologación sobre ruidos le han hecho crecer en los últimos años, y ahora ocupa una parte notable de la zona inferior del voladizo trasero. Un BEV no tiene este silenciador, y encuentra nuevos usos para el hueco que aparece. Si añadimos que el BEV tampoco necesita depósito de combustible, que igualmente se suele ubicar en la parte posterior, aunque entre los ejes, aparece un volumen aprovechable. En algunos casos se emplea para suplementar el maletero, al que se dota de un doble fondo que ocupa la ubicación de un teórico silenciador.

Si el vehículo tiene prestaciones elevadas la aerodinámica es importante, y este hueco resulta provechoso; me explico: el perfil de un automóvil es, en esencia, el mismo del ala de un avión, y lo mismo que ésta hace volar a la aeronave, a partir de ciertas velocidades ese efecto de sustentación empieza a notarse en un coche. Para evitarlo hay que aplicar ciertos trucos, como añadir elementos que contrarresten el efecto ya sean alerones traseros o difusores, o que lo reduzcan, como alerones delanteros.

El aire que pasa bajo el coche lo hace a una presión mayor que la que tiene el aire sobre el techo, lo que crea una fuerza vertical hacia arriba que tiende a levantar el vehículo. Para reducir este efecto se puede colocar un difusor en la zona posterior trasera del vehículo, donde en un ICE iría el silenciador, cuyo efecto sería acelerar la salida de ese aire, reduciendo con ello su presión, lo que a su vez provoca una reducción de la fuerza vertical mencionada.

También en el habitáculo son distintos los condicionantes de un ICE y un BEV, más allá de lo mencionado sobre la intromisión de las ruedas delanteras. Un vehículo con motor de combustión delantero y propulsión trasera tiene una caja de cambios, su palanca y su timonería ubicadas entre las piernas interiores de los ocupantes de los asientos delanteros. Y el árbol de la transmisión atraviesa el coche en sentido longitudinal desde el final del cambio hasta el diferencial trasero, por lo que se crea ese paso a lo largo de la carrocería que tanto molesta a los pasajeros del asiento trasero, especialmente si lo ocupan tres personas. En un BEV todo esto desaparece porque si hay caja de cambios es más pequeña y no la maneja el conductor, y también porque no necesita un largo árbol de transmisión longitudinal. Luego tenemos más espacio entre los pasajeros delanteros y un suelo plano (y cómodo para los pasajeros traseros).

BMW i4, eléctrico: no tiene escapes aunque lo parezca, y las taloneras tapan la batería.
BMW m440xi, térmico: sí tiene escapes, y las taloneras cubren el hueco que deja la batería.

Si hasta ahora puede parecer que un BEV tiene menos condicionantes que un ICE es porque los estamos analizando más desde los puntos de vista de la ocupación del espacio y la flexibilidad en la ubicación de sus componentes. Porque el eléctrico sale perdiendo si consideramos la densidad energética, es decir, el peso y el volumen que ocupan los elementos que acumulan la energía y la transforman en movimiento: depósito de gasolina o batería, motor o motores, y sus accesorios. El BEV necesita de una batería grande y pesada, aunque podamos escoger su forma y su ubicación. Y eso genera un círculo vicioso, porque si se quiere compensar el incremento de peso con un motor más potente, aumenta el consumo y se reduce la autonomía, lo que solo se remedia con una batería más grande y más pesada.

Y lo peor de todo es utilizar la misma plataforma para BEV e ICE, porque se comparten las desventajas y no se aprovechan las virtudes de cada uno: el ICE se convierte en un BEV sin batería y queda alto de carrocería, el BEV no aprovecha los huecos, y tiene unos pasos para transmisión que no utiliza, … Si la solución de plataformas exclusivas es cara, no hay más que ver el resultado de la plataforma compartida de BMW entre la Serie 4 y el i4.

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