Una de las principales críticas a los coches eléctricos es la autonomía limitada y la velocidad de recarga mucho más lenta en comparación con los vehículos de motor. La razón principal de esto es el contenido de energía mucho menor que llevan sus baterías en comparación con un tanque de combustible.
Generalmente hay dos formas de aumentar la autonomía de cualquier coche. La forma más sencilla es aumentar la capacidad del depósito de combustible. Esto normalmente es fácil y barato para un automóvil que funciona con combustible, pero es todo un desafío y sustancialmente más caro cuando hablamos de vehículos eléctricos. La otra forma es optimizar todos los aspectos del vehículo en cuestión, desde la aerodinámica y la resistencia a la rodadura hasta la reducción de peso.
El Mercedes-Benz EQXX recorrió 1.008 km con una sola carga, con un consumo energético total de 8,7 kWh/100 km y una velocidad media de 87 km/h. Entonces Mercedes instaló una batería grande y se aseguró de que todo el vehículo fuera súper eficiente. Profundicemos en cómo lo logró exactamente.
Aerodynamics
El principal consumidor de energía en cualquier automóvil es la resistencia aerodinámica. Si bien a velocidades inferiores a 60 km/h esta resistencia no es tan alta, a una velocidad típica de autopista es el aspecto que consume más energía de un automóvil. El Mercedes-Benz EQXX tiene un valor Cd de 0,17 y una superficie frontal de 2,12 m2. Eso significa que el área de arrastre total es de 0,36 m2, lo que es extremadamente bajo. En comparación, el Mercedes-Benz EQS, uno de los coches más eficientes aerodinámicamente actualmente a la venta, tiene una superficie de resistencia total de 0,5 m2, un 39% más que la del EQXX.
Mercedes-Benz lo logró mediante medidas específicas. La forma general de una gota de agua, la parte trasera del coche 50 mm más estrecha, la refrigeración aerodinámica según demanda, el alargamiento de la cola del coche y una combinación de aerodinámica activa y pasiva. Las llantas de 20 pulgadas están totalmente cubiertas para aumentar la eficiencia aerodinámica porque representan hasta una cuarta parte de la resistencia aerodinámica total de un coche. A 130 km/h, que es la velocidad típica en autopista, las necesidades de potencia del EQXX debido a estas medidas son de sólo 14 CV, lo que es sorprendentemente bajo.
Powertrain
Mercedes-Benz afirma tener una eficiencia del 95% en el sistema de propulsión, desde la batería hasta las ruedas, otra cifra muy impresionante. En el flujo de energía entre la batería y las ruedas tenemos tres fuentes de pérdida de energía. La electrónica de potencia, el motor y la caja de cambios. Para lograr este tipo de eficiencia, cada una de estas tres fuentes debe tener una eficiencia superior al 98%, algo que actualmente no es posible en la industria automotriz convencional.
Sin embargo, podemos hacer una suposición fundamentada sobre el motor, que debería ser síncrono y más probablemente del tipo de imán permanente. El motor y la electrónica de potencia, debido a su muy alta eficiencia, tienen necesidades de refrigeración muy bajas. El concepto de refrigeración bajo demanda (aerodinámica y líquida) se utiliza aquí para reducir la resistencia aerodinámica y los requisitos de potencia. La potencia máxima del motor es de 180 kW (245 CV) y el par motor se desconoce actualmente, pero debería rondar los 400 Nm.
Bodywork
En la búsqueda de la eficiencia, la construcción ligera es obligatoria. Aunque los coches eléctricos tienen frenado regenerativo y cuanto más pesados son, más energía cinética aprovechan, durante un viaje por carretera el frenado regenerativo es casi nulo. El peso en vacío del EQXX es de 1.755 kg, lo que ya es un punto destacado desde el punto de vista técnico, teniendo en cuenta que sólo la batería de alto voltaje pesa casi media tonelada.
El EQXX está fabricado en aluminio, acero martensítico y plástico reforzado con fibra de carbono, mientras que las ruedas están fabricadas en magnesio forjado. Por primera vez se utilizan discos de freno de aluminio, más ligeros que los tradicionales discos de acero.
Los discos de freno de aluminio combinados con ruedas de magnesio reducen en gran medida la masa no suspendida del vehículo y mejoran la aceleración y el confort de marcha. Todos estos materiales se caracterizan por su ligereza manteniendo una alta rigidez y rigidez.
En general, se adoptaron principios biónicos en el proceso de construcción y se utilizaron materiales sólo donde eran necesarios, evitando así un uso excesivo. Esta filosofía se expande en el interior del automóvil con materiales ligeros y sostenibles utilizados en todas partes. Para mejorar aún más la eficiencia del vehículo, se utilizan células solares en el techo. Estos sólo se utilizan para los consumidores de bajo voltaje, como el sistema de información y entretenimiento, el ventilador de aire y los faros LED. En un día soleado, aportan hasta 25 km de alcance, lo cual es bastante menor, pero importante a la hora de perseguir récords.
Batería de alto voltaje
La batería de alto voltaje que utiliza el EQXX tiene un contenido energético neto de 100 kWh y pesa casi 500 kg. Utiliza una arquitectura de celda a paquete (las celdas no están integradas en módulos), está refrigerado por aire y tiene una tapa superior de fibra de carbono. Todas estas características contribuyen a su baja masa y, en comparación con la batería de alto voltaje utilizada en el EQS, es un 30% más ligera y ocupa un 50% menos de volumen.
Otra novedad de Mercedes-Benz es la arquitectura >900V. Este valor de alto voltaje permite una carga ultrarrápida de la batería con cargadores de CC compatibles, aunque en este caso esto no sería posible debido a la refrigeración por aire pasiva que utiliza esta batería.
En general es posible aumentar la potencia eléctrica mediante voltaje o corriente. Si adoptamos el enfoque "actual", habrá una reducción de peso y espacio debido a los cables más gruesos. Por eso tiene más sentido aumentar el voltaje.
Mercedes-Benz también ha utilizado un material de ánodo diferente al del EQS: el EQXX integra un ánodo de alto contenido de silicio. El uso de ánodo de alto silicio ayudó a aumentar sustancialmente la densidad de energía de la batería del EQXX a 200 Wh/kg, convirtiéndola en la batería de alto voltaje con mayor densidad energética del mundo. Según Mercedes-Benz, el uso de una tapa de fibra de carbono y refrigeración por aire ayudó a instalar la batería incluso en un coche compacto.
El EQXX es sólo un concepto, pero la tecnología utilizada aquí podría llegar a los coches de producción de Mercedes-Benz en los próximos años y esto es muy importante para el establecimiento y dominio de la movilidad eléctrica.
