La revolución híbrida: años de investigación y desarrollo

En junio de 2011, Volvo Trucks entregó su primer camión híbrido a un cliente. Actualmente existen más de 50 Volvo FE Hybrid en funcionamiento. Años de investigación y desarrollo se unen en la fabricación de estos camiones y las tecnologías híbridas de Volvo Trucks muestran un futuro prometedor.

Motor híbrido de Volvo Trucks.

Volvo Group empezó a investigar líneas de transmisión híbridas en 1985, pero no fue hasta 2005 que realmente despegó.

Para apreciar plenamente la importancia del Volvo FE Hybrid, se debe comprender el nivel de investigación y desarrollo que ha requerido el proyecto. En contra de la opinión popular, el uso de máquinas eléctricas no es un concepto nuevo, y ya en 1985 Volvo Group había comenzado a investigar las transmisiones híbridas. Sin embargo, estos proyectos nunca dejaron de ser prototipos y modelos de demostración.

Anders Kroon.

Anders Kroon, Vice President Energy Efficiency & Environment, Volvo Trucks.

“En ese entonces, estos proyectos se trataban más de un seguro en caso de que no hubiéramos tenido pleno éxito en superar las regulaciones de emisiones”, señala Anders Kroon, Vicepresidente de Eficiencia Energética y Medioambiente de Volvo Trucks, quien ha participado intensamente en el proyecto híbrido durante más de una década. “No estaban interesados en el aspecto financiero ni en la creación de un producto comercialmente viable“. 

Todo esto cambió en 2001, cuando se le pidió a Kroon comenzar un estudio sobre los combustibles del futuro y los hallazgos fueron sorprendentes.

“Era claro que no solamente la era del petróleo fácil estaba por terminar, sino que sería pronto”, recuerda. “Muy pronto nos dimos cuenta de que necesitaríamos alternativas a los combustibles fósiles y que debíamos hacer algo ahora si queríamos estar preparados”. 

A partir de 2002, luego de decidir que la electricidad era la fuente de energía alternativa más viable dada la conversión altamente eficiente en energía mecánica, Anders Kroon y su equipo comenzaron a investigar diferentes combinaciones de maquinarias eléctricas y de combustión, lo que los llevó al desarrollo híbrido paralelo. Gracias al financiamiento conjunto del gobierno de Suecia, el Departamento de Defensa de Estados Unidos y Volvo Group, el equipo de desarrollo pudo construir un sistema híbrido paralelo listo para demostración a fines de 2005. 

Prácticamente ya contamos con la tecnología, solo estamos trabajando para perfeccionarla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

Luego llegó el gran momento decisivo: después de la demostración interna del híbrido, Leif Johansson, Director General de Volvo Group en ese momento, realizó un anuncio público donde prometió que Volvo Group lanzaría una transmisión híbrida dentro de tres años.

Miguel Hallgren.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks.

“Habíamos trabajado en esto durante tres años sin una organización formal,” señala Kroon. “Teníamos prisa y esperábamos competencia. Pero en dos años y medio creamos una transmisión lista para su producción”.

Para Volvo Trucks, el resultado de sus esfuerzos se tradujo en el Volvo FE Hybrid, que se lanzó oficialmente en 2009. En junio de 2011 se entregó el primer vehículo a un cliente y, en el momento de redactar este artículo, más de 50 híbridos se encontraban en funcionamiento. 

“Esta es la producción de camiones híbridos en serie más grande disponible para fines comerciales”, señala Miguel Hallgren, Gerente de Requisitos de Productos de Volvo Trucks. “Antes de Volvo Trucks, ningún otro fabricante del mundo había producido un camión de 26 toneladas con transmisión híbrida”.

El Volvo FE Hybrid viaja silenciosamente con solo su motor eléctrico. Una vez que el vehículo supera los 20 km/h, se activa el motor diesel, mientras que la caja de cambios automática garantiza un equilibrio óptimo entre los dos, lo que ayuda a evitar operaciones poco eficientes. La batería se recarga con energía recuperada durante el uso de los frenos, lo que minimiza el desperdicio de energía.

Dado que no consume combustible a bajas velocidades y ocupa la energía recuperada de los frenos, el Volvo FE Hybrid es adecuado para ciclos de conducción de avance y detención. Por lo tanto, los camiones de recolección han alcanzado los máximos ahorros con un consumo de combustible de hasta un 20 por ciento menos. Si se usa junto con un compresor eléctrico, los ahorros de todo el vehículo pueden llegar al 30 por ciento. Los camiones de distribución urbana también pueden ahorrar hasta un 15 por ciento.

Antes de Volvo Trucks, ningún otro fabricante del mundo había producido un camión de 26 toneladas con transmisión híbrida.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks

Hasta la fecha, los comentarios de los clientes sobre el Volvo FE Hybrid son extremadamente positivos. No ofrece solamente los ahorros de combustible y las reducciones de ruido prometidos, sino también una alta disponibilidad y productividad.

“La gran diferencia entre el Volvo FE Hybrid y otros camiones híbridos es que corresponde a un sistema Volvo optimizado”, añade Hallgren. “Hemos integrado todo el sistema desde el comienzo y optimizamos todos los componentes para que trabajaran en conjunto, lo que garantiza un alto nivel de calidad y rendimiento agregado”.

Mats Alaküla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks.

Incluso el equipo de desarrollo está sorprendido con lo bien que se ha desempeñado el Volvo FE Hybrid.

“El resultado es un vehículo muy confiable”, señala Mats Alaküla de Ingeniería Global Avanzada de Volvo Trucks. “En la implementación de los buses en Londres, ha tenido una mayor disponibilidad que las versiones no híbridas del mismo tipo de vehículo, lo cual creo que es notable. Es una prueba muy clara de la calidad del trabajo realizado”. 

“La ingeniería es como el atletismo: si llegas primero, podrás hacerte notar”, añade Anders Kroon. “Si miras el mercado en dos o tres años, encontrarás más o menos copias de lo que tenemos ahora”.

¿Y que sigue ahora? ¿Es el Volvo FE Hybrid el punto final o es solo el comienzo? “La hibridización es un primer buen paso porque reduce el consumo de combustible, pero sigue utilizándolo así que no soluciona el problema”, señala Alaküla. “El siguiente paso es pasar del diesel a una fuente alternativa, en este caso la electricidad como el suministro principal de energía”.

En el corto plazo, el enfoque está en mejorar el híbrido al aumentar la capacidad de la batería, de modo que la transmisión híbrida pueda implementarse en más aplicaciones y modelos de camiones. Pero la recuperación de la energía mediante el uso de los frenos solo llegará hasta allí. Para efectuar la transición a un modo eléctrico completo, será necesario implementar soluciones complementarias. Por lo tanto, la prioridad a futuro es buscar maneras de conectarse a una red eléctrica sin alterar el ciclo de conducción del vehículo, por ejemplo, al cargar el vehículo mientras se encuentra estacionado. Si se descubren métodos rápidos y convenientes de conexión, los buses ofrecerán el mayor potencial debido al hecho de que poseen paradas regulares y predecibles en lugares fijos, sin embargo, los camiones de distribución urbana también podrían beneficiarse.

Prácticamente ya contamos con la tecnología, solo estamos trabajando para perfeccionarla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

“Si un camión de distribución se detiene diez veces al día durante 5 a 10 minutos cada vez y puede acceder a una toma de corriente con bastante potencia, en muchos casos eso bastará”, explica Alaküla. “Esos camiones podrán realizar la mayor parte del trabajo diario en modo eléctrico, lo que es bueno para el medioambiente y la economía. Prácticamente ya contamos con la tecnología, solo estamos trabajando para perfeccionarla”.

Tan emocionante como parece, todavía tiene sus límites y se basa en las detenciones frecuentes del vehículo, lo que es muy poco práctico para las aplicaciones como la distribución de larga distancia. ¿Pero si fuera posible cargar la batería durante la conducción? El concepto de rutas eléctricas, donde los vehículos se conectan continuamente a una red eléctrica, parece fantasiosa pero es una idea que se ha considerado seriamente. “En la actualidad se fabrican camiones de prueba en Estados Unidos, Asia y Europa”, señala Anders Kroon. 

“La carga es la clave”, concluye Mats Alaküla. “Si pudiéramos ofrecer energía eléctrica económica de una manera sólida, segura y conveniente, probablemente cambiaría todo. Si pudiéramos hacerlo, no habrían límites”.
 

Transmisión híbrida de Volvo.

La línea de transmisión híbrida de Volvo ha demostrado ser tan confiable en los autobuses que en Londres, tenía mayor tiempo de actividad que en las versiones no híbridas del mismo vehículo.

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