Mercedes-Benz investiga los frenos de tracción y la pintura solar
Los desarrolladores de Mercedes-Benz ya están trabajando en el progreso del automóvil "mucho más allá del actual periodo de transformación", explica la empresa. Mientras la Visión EQXX plataforma tecnológica permite vislumbrar un futuro próximo, los expertos del fabricante de automóviles ya están trabajando en una nueva generación de innovaciones.
Frenos en la unidad de motor-transmisión eléctrica
Una de las líneas de investigación se centra en los frenos, que el fabricante alemán quiere que sean lo más aerodinámicos y requieran el menor mantenimiento posible. Para ello, están trasladando los frenos de su posición en el interior de las ruedas a una unidad de accionamiento eléctrico integrada en el eje delantero o trasero, donde ocupan muy poco espacio de instalación. El fabricante de automóviles sigue este planteamiento "ya que los vehículos eléctricos frenan principalmente por recuperación", lo que abre nuevas vías en el desarrollo de los frenos mecánicos.
Centralizado de este modo, el freno de tracción debería, según los resultados de las investigaciones actuales, apenas desgastarse, no oxidarse y estar prácticamente exento de mantenimiento. Además, el efecto de frenado puede controlarse bien. "Esto lo haría muy duradero y fiable", resume Mercedes-Benz. "Además, no habría emisiones de partículas a la atmósfera. El ruido de frenado y la limpieza de los frenos también podrían convertirse en cosa del pasado".
El diseño también debería permitir una combinación rueda/neumático significativamente más ligera y, por tanto, con menos masa no suspendida, lo que a su vez beneficia al confort de marcha. Los desarrolladores señalan que también serían posibles unas llantas completamente cerradas para mejorar la aerodinámica, ya que dejarían de ser necesarias las aberturas para la refrigeración de los frenos.
Microconvertidor directamente a nivel de la célula de la batería
Otra innovación prometedora mencionada es un convertidor de potencia como actor central en la arquitectura de alto voltaje de los futuros coches eléctricos. Su objetivo es aumentar la eficiencia de la batería mediante procesos de control a nivel de célula. Mercedes-Benz lo explica: "En el futuro, un microconvertidor programable podría superar los límites de los actuales sistemas de inversores eléctricos y revolucionar las arquitecturas de alto voltaje existentes. La base para ello es la integración de estos microconvertidores directamente a nivel de las celdas de la batería, lo que podría permitir el control individual de los pares de celdas de la batería, así como la comunicación entre celdas."
En la práctica, un convertidor de potencia formado por varios microconvertidores se conectará directamente a cualquier número de celdas de batería. Este enfoque permite controlar las celdas individualmente y regular el nivel de tensión de salida de esta unidad. "Los resultados actuales de la investigación demuestran que es posible proporcionar una salida HV constante de 800 voltios, independientemente del estado de carga (SoC) y del estado de salud (SoH) de las celdas individuales", afirma Mercedes. La tensión de salida de esta batería de vehículo ya no depende del número de células de la batería conectadas en serie. El número sólo viene determinado por el rendimiento deseado y la clase de capacidad. Los desarrolladores creen que este enfoque tecnológico también podría aumentar la autonomía y optimizar el flujo de energía para los procesos de carga bidireccionales.
Un efecto secundario podrían ser también las nuevas libertades en la modularización de los accionamientos eléctricos. Esto se debe a que: "Los microconvertidores programables podrían reducir las variantes de producción de los componentes eléctricos y también podrían reprogramarse fácilmente para las últimas actualizaciones. Como piezas estandarizadas, podrían reducir así el uso de recursos. Tienen potencial para ser utilizados en muchos futuros modelos eléctricos de Mercedes-Benz", explica la empresa.
En resumen, la nueva tecnología tiene el potencial de integrar varias funciones de electrónica de potencia en la batería. Según Mercedes-Benz, esto significa que varios componentes de potencia podrían ser realizados por la propia batería, y podría alcanzarse un nuevo nivel de alta integración en los vehículos eléctricos.
Pintura solar en todas las superficies exteriores del vehículo
El fabricante de automóviles también está investigando una pintura solar que "podría generar electricidad suficiente para recorrer más de 12.000 km al año". Consiste en unos innovadores módulos solares de cinco micrómetros de ancho ("bastante más finos que un cabello humano") y que pesan sólo 50 gramos por metro cuadrado. Los módulos se aplican como una pasta fina como una oblea.
"Las células solares tienen una alta eficiencia del 20%. Un área de 11 metros cuadrados (equivalente a la superficie de un todoterreno de tamaño medio) podría producir energía para hasta 12.000 kilómetros al año en condiciones ideales", afirma la empresa. La energía generada por las células solares se utiliza después para la conducción o se introduce directamente en la batería de alto voltaje. Además, el sistema fotovoltaico también genera energía cuando el vehículo está apagado. Por tanto, podría "ser una solución muy eficaz para aumentar la autonomía eléctrica y reducir las paradas para recargar".
En la práctica, el rendimiento depende naturalmente de la sombra, la intensidad del sol y la situación geográfica. Mercedes pone dos ejemplos: "Estadísticamente, los conductores de Mercedes-Benz en Stuttgart, Alemania, recorren una media de 52 kilómetros al día. Alrededor del 62% de esta distancia se cubriría con energía solar. En Los Ángeles hay incluso un excedente de energía procedente de la radiación solar. El cliente podría cubrir el 100% de su distancia recorrida de media con energía solar. El excedente conseguido podría alimentar directamente la red doméstica mediante carga bidireccional".
Según los desarrolladores, se dice que la pintura solar tiene un alto nivel de eficacia y no contiene tierras raras ni silicio. Puede reciclarse fácilmente y su fabricación es considerablemente más barata que la de los módulos solares convencionales. Según Mercedes-Benz, el departamento de investigación trabaja actualmente de forma intensiva para que sea posible utilizar el nuevo tipo de pintura solar en todas las superficies exteriores del vehículo, independientemente de su forma y ángulo de inclinación.
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