con el GM HydroGen4 - Gmeuropearchive.info

GM Europe
Product Development and
Technology Communications
Adam Opel Haus
D-65423 Rüsselsheim
Germany
Septiembre 2007
Liderando el Camino Hacia “las Emisiones Cero” con el GM HydroGen4
Versión europea del Chevrolet Equinox de Pila de Combustible
Batería compensadora para un comportamiento de conducción mejorado y
frenada regenerativa
El turbocompresor eléctrico proporciona aire a las pilas de combustible
Con el HydroGen4, GM presenta la cuarta generación de su tecnología de pila de
combustible. “La propulsión de pila de combustible con hidrógeno como combustible
recalca el compromiso de General Motors para sacar a los coches del debate
medioambiental y reducir nuestra dependencia del petróleo”, dice Carl-Peter Forster,
Presidente de GM Europe”. El HydroGen4 está propulsado por el sistema de pila de
combustible más avanzado de GM y marca un importante hito en el camino hacia la
tecnología de pila de combustible competitiva y libre completamente de emisiones. El
HydroGen4 marca un considerable progreso para su utilización diaria, en la dinámica y
en la fiabilidad del sistema comparado con su predecesor”.
El desarrollo de la pila de combustible de GM también está entrando en una nueva
etapa organizacional. “La división de investigación de la Fuel Cell Activities (FCA), con
más de 600 empleados, está siendo integrada actualmente en el desarrollo regular en
serie, dándole una importancia clave dentro del negocio,” añade Carl-Peter Forster. “De
este modo nos preparamos para la producción en serie de tecnología de pila de
combustible”. Más de 400 ingenieros llevarán ahora el desarrollo dentro de la
organización de Powertrain, trasladando a más de 100 al desarrollo de producto global
para comenzar la integración de pilas de combustible en próximos modelos de GM.
Más de 100 vehículos de la cuarta generación listos para un despliegue global
El GM HydroGen4 (longitud/anchura/altura: 4.796/1.814/1.760 mm) es la versión
europea del Chevrolet Equinox de Pila de Combustible. Ya en otoño de 2007, el primero
-2de estos prototipos de pila de combustible rodará por las carreteras de Estados Unidos
–está prevista una flota global de más de 100 vehículos-. Estos vehículos formarán
parte de un amplio programa de pruebas y demostración denominado “Proyecto
Driveway”. Los vehículos serán entregados a los clientes de modo que GM pueda
controlar todos los aspectos del uso del coche y cómo repostan el hidrógeno. Las
conclusiones serán incluidas entonces en el desarrollo posterior. A partir de mediados
de 2008, un total de diez vehículos HydroGen4 participarán en pruebas cotidianas en el
marco del Proyecto de Socios de Energías Limpias (Clean Energy Partnership, CEP) de
Berlín. En la segunda fase del CEP, diversos clientes con diferentes perfiles de
conducción conducirán los vehículos de pila de combustible día tras día probando la
idoneidad de los coches para su uso diario.
El paquete de pilas de combustible del HydroGen4 está compuesto por 440 células
conectadas en serie. El sistema entero produce una energía eléctrica de hasta 93 kW.
Con la ayuda del motor síncrono eléctrico de 100 CV/73 kW, acelera de cero a 100 km/h
en unos 12 segundos. La velocidad máxima de este vehículo de tracción delantera se
sitúa en torno a 160 km/h.
El HydroGen4 está diseñado para un ciclo de vida de dos años/80.000 kilómetros, y
puede arrancarse y ponerse en marcha a temperaturas bajo cero - un avance
considerable respecto al predecesor HydroGen3 y una característica importante para el
uso diario de vehículos de pila de combustible. Esta mejora es posible gracias a una
combinación inteligente de medidas incluyendo el aislamiento térmico, la gestión del
agua y la estrategia de operaciones. Este cuatro plazas ofrece la comodidad, la
amplitud y el alto nivel de seguridad de coches convencionales actuales, e incluye
airbags de conductor, acompañante y laterales. También está equipado con ABS,
Control de Tracción y ESP.
4.2 kg de hidrógeno a presión proveen una autonomía superior a los 320 km
Durante el desarrollo del HydroGen4, científicos e ingenieros de los centros de pila de
combustible de GM en Honeoye Falls (Nueva York), Torrance (California) y MainzKastel (Alemania) fueron capaces de aprovechar los amplios conocimientos y
experiencias adquiridos durante las amplias y rigurosas pruebas de su predecesor
presentado en 2002 (ver el capítulo correspondiente).
Hubo dos versiones del HydroGen3, por ejemplo. Mientras una variante operaba con
hidrógeno líquido a -253°C y la otra lo hacía con hidrógeno comprimido, ahora se ha
tomado la decisión de centrarse en hidrógeno gaseoso. “La razón principal para esto es
que el hidrógeno líquido ‘hierve’ inevitablemente” explica el Dr. Udo Winter, Director de
-3GME Fuel Cell Activities. “Incluso con un aislamiento óptimo, el contenido del tanque se
calienta despacio, de modo que el hidrógeno líquido se evapora y se incrementa la
presión en el tanque. Después de unos días, el hidrógeno gaseoso tiene que ser
extraído del vehículo aparcado, produciendo una pérdida de combustible. Sin embargo,
con gas comprimido no se producen tales pérdidas de vapor ("el hervor")”.
El HydroGen4 tiene un sistema con tres tanques de alta presión de 700 bar hechos de
material compuesto de fibra de carbono, que puede contener 4,2 kilogramos de
hidrógeno. Esto proporciona una autonomía de hasta 320 kilómetros.
La batería compensadora permite la frenada regenerativa
El nuevo sistema de propulsión de pila de combustible también tiene batería
compensadora híbrida de níquel-metal y una capacidad de 1,8 kWh. La batería asegura
un comportamiento mejorado de la conducción y cubre los picos del comportamiento del
sistema. La eficiencia del sistema de propulsión entero también ha sido mejorada, como
la batería compensadora que permite la frenada regeneradora en el HydroGen4.
Cuando frena o mientras el vehículo rueda, el motor eléctrico cambia al modo de
generador y usa la energía eléctrica producida al frenar para cargar la batería.
Si el conductor tiene que frenar más fuerte, el coche también será desacelerado
hidráulicamente, igual que en un coche convencional. Esta combinación de freno
regenerativo e hidráulico se llama "freno combinado". Es aplicado según programas de
estabilidad de conducción como el ABS o el ESP, o cuando la desaceleración requerida
excede el comportamiento máximo de frenada regenerativa. Esto es determinado por el
tamaño del generador y por la capacidad de entrada de la batería.
La batería y la tecnología de frenado son también eslabones importantes para la
arquitectura de vehículo eléctrico GM E-Flex sobre la cual la compañía también está
trabajando.
El turbocompresor eléctrico proporciona aire a las pilas de combustible
El corazón del HydroGen4 es su conjunto de pilas de combustible. Las pilas de
combustible convierten la energía química en energía eléctrica sin combustión. A través
de una reacción electroquímica, combinan el hidrógeno y el oxígeno para formar agua, y
producir electricidad al mismo tiempo. El proceso electroquímico en una pila de
combustible trabaja del siguiente modo: El hidrógeno en el catalizador de ánodo se
divide en protones y electrones. Los protones positivamente cargados pasan por la
membrana al cátodo, mientras los electrones negativamente cargados viajan en un
-4circuito externo, produciendo electricidad en el camino. Sobre el catalizador de cátodo,
el oxígeno reacciona con los electrones y protones para formar agua. Una pila
conectando un número elevado de células individuales puede producir así suficiente
potencia como para mover un motor eléctrico.
A diferencia de su predecesor, las células individuales de la nueva pila son colocadas
horizontalmente –en lugar de verticalmente- para motivos de arquitectura, como por
ejemplo para la distribución óptima de los componentes individuales en el vehículo. El
suministro de gas a la pila también es diferente en el HydroGen4 comparado con el
HydroGen3: en vez de un compresor volumétrico en el cátodo, un turbocompresor
eléctrico provee a las pilas de combustible con aire. Esto mejora la eficiencia y la
acústica.
Contacto:
Andrew Marshall
+49-6142-773815
+49-171-2213605
Este texto y las fotos se pueden descargar de Internet en http://media.gmeurope.com.