A nivel mundial, el número de vehículos eléctricos aumenta día a día. De enero a septiembre de 2023, las ventas de vehículos eléctricos en China alcanzaron los 4,468 millones de unidades, con una cuota de mercado de más de 20%.
Sin embargo, la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos sigue siendo motivo de gran preocupación. En los vehículos eléctricos, el motor no es el único dispositivo que consume energía. Especialmente en invierno, todas las comodidades que llevas a bordo consumen electricidad, y pagas el precio de la capacidad a expensas de la autonomía.
Schaeffler está muy implicada en este ámbito. Mattis Zink, CEO de la División de Tecnología de Automoción del Grupo Schaeffler, afirmó: "Las soluciones innovadoras desarrolladas por Schaeffler ayudan a eliminar la ansiedad de autonomía de los conductores. Proporcionamos sistemas de propulsión eléctrica puros y soluciones técnicas inteligentes, así como diversos componentes y sistemas para mejorar la practicidad de los vehículos eléctricos reduciendo el consumo de energía y ampliando la autonomía de crucero."
Soluciones de rodamientos eficientes
Todos los coches dependen de rodamientos - y los coches eléctricos no son una excepción.
Por lo tanto, una de las formas de mejorar la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos es reducir la pérdida por fricción de los rodamientos: la energía utilizada originalmente para impulsar el vehículo se perderá en forma de calor debido a la fricción en los rodamientos.
Schaeffler ha desarrollado soluciones específicas para este fin.
Por ejemplo, los rodamientos de alta eficiencia de Schaeffler para cajas de cambios pueden reducir significativamente la fricción y ahorrar unos 50 vatios de electricidad en comparación con las soluciones de rodamientos tradicionales. Esta energía puede utilizarse directamente para mejorar la resistencia.
Además, en invierno, también se pueden utilizar 50 vatios de electricidad para calentar los espejos retrovisores exteriores o el volante sin que ello afecte a la duración de la batería.
Igualmente importante es el hecho de que los rodamientos para la transmisión e-Drive de Schaeffler están especialmente optimizados para las elevadas velocidades de giro del eje de entrada de la transmisión en el e-axle, garantizando así una capacidad de carga óptima.
Para mejorar aún más la resistencia, Schaeffler también ha desarrollado el rodamiento de cubo de rueda de tres hileras TriFinity.
Los cojinetes de cubo de rueda son uno de los componentes importantes del sistema de chasis de los vehículos eléctricos. Se encargan de guiar y soportar el eje de transmisión y el eje, garantizando que las ruedas puedan girar con una resistencia mínima incluso bajo cargas mecánicas elevadas.
Durante la conducción normal, los rodamientos de los cubos de rueda soportan enormes cargas y rozamientos. Giran constantemente, girando unos 100 millones de veces cada 180.000 kilómetros recorridos.
En comparación con los rodamientos tradicionales, los rodamientos para cubos de rueda de tres hileras TriFinity de Schaeffler pueden reducir significativamente las pérdidas por fricción en 67% y ahorrar más de 200 vatios de electricidad, lo que equivale a un SUV eléctrico con una batería de 120 kWh de capacidad después de estar completamente cargada. , lo que puede aumentar la autonomía de crucero en unos 20 kilómetros.
Además, en invierno, los 200 vatios extra de potencia se pueden utilizar para calentar los asientos sin afectar a la duración de la batería. Cuando se calienta de forma continua, un solo asiento calefactado puede consumir hasta 100 vatios por hora.
Con las mismas dimensiones, los cojinetes de cubo de rueda de tres hileras TriFinity son unos 10% más ligeros que los cojinetes de bolas de dos hileras estándar y tienen una vida útil más larga. Además, la rigidez del rodamiento aumenta en más de 20% y puede transmitir cargas mayores, lo que supone una ventaja clave para los vehículos eléctricos pesados.
Elimine la ansiedad por la duración de la batería con la gestión térmica
La gestión térmica ofrece un enorme potencial para mejorar la potencia de crucero: Schaeffler lleva trabajando en este campo unos 15 años.
Schaeffler lleva ofreciendo soluciones de gestión térmica a clientes de automoción desde 2011.
En palabras del Dr. Jochen Schroeder, Director de la División de Accionamiento Eléctrico del Grupo Schaeffler "Especialmente en los vehículos eléctricos, la gestión térmica está directamente relacionada con la autonomía de crucero y el confort de conducción, por lo que se ha convertido gradualmente en una de las tecnologías clave".
Para ello, Schaeffler está desarrollando diversas soluciones, desde componentes multifuncionales y polivalentes hasta sistemas de gestión térmica altamente integrados, pasando por sistemas cuatro en uno que integran motor, reductor, control electrónico y gestión térmica en un puente unitario.
El puente cuatro en uno elimina la necesidad de mangueras y cables adicionales que requiere un sistema de gestión térmica descentralizado, lo que se traduce en una menor pérdida de energía, menos piezas, menor peso y una instalación más sencilla.
Esta solución altamente integrada permite mantener todo el sistema de propulsión, incluida la batería, dentro del rango de temperatura adecuado, lo que mejora aún más la autonomía de crucero y la velocidad de carga. El sistema también puede controlar la temperatura en el interior del habitáculo dentro de un rango adecuado, mejorando así el confort de conducción.
Gracias a la interacción entre los distintos subsistemas, el eje eléctrico puede ahorrar aproximadamente 1 kWh de energía para un vehículo eléctrico compacto equipado con una batería de 75 kWh por cada 100 kilómetros recorridos, lo que equivale a ampliar el tiempo de conducción en unos 7% (o 36 kilómetros.) ) de autonomía de crucero.
Schaeffler también está desarrollando una nueva bomba de calor que puede utilizarse tanto en un puente cuatro en uno como componente independiente.
Esta bomba de calor convierte la energía térmica del aire circundante y el calor residual generado por el motor, los controles electrónicos y las baterías en energía térmica utilizable, con el consiguiente ahorro de energía de las baterías.
Especialmente en el frío invierno, la energía de la batería es especialmente valiosa.
En comparación con un coche compacto equipado con una batería de 75 kWh y componentes de gestión térmica descentralizados, el mismo modelo equipado con un eje eléctrico cuatro en uno y un sistema de bomba de calor consume aproximadamente 4 kWh menos de energía cada 100 kilómetros (a una temperatura exterior de menos 7 grados centígrados). En condiciones de temperatura, seleccionar la condición de funcionamiento WLTC) equivale a ampliar la autonomía de crucero en 17% (o 48 kilómetros).
Además, la energía ahorrada puede utilizarse para mejorar el confort y la seguridad de la conducción, como la calefacción de los asientos, el volante, los retrovisores exteriores y el parabrisas trasero (estos sistemas consumen aproximadamente 410 vatios*).
Otra ventaja de los sistemas de bomba de calor de Schaeffler es el uso del refrigerante natural dióxido de carbono (R744), que es mucho menos perjudicial para el medio ambiente que los refrigerantes convencionales (Rf1234yf). El R744 no es inflamable, tiene un bajo potencial de efecto invernadero y no daña la capa de ozono de la atmósfera. Para los fabricantes y propietarios de automóviles, esto también significa que contribuyen a la protección del clima y al desarrollo ecológico.
