Así funciona e-4orce, la tracción total eléctrica de Nissan
13 fotos
Miguel García
25 de febrero, 2023
Te explicamos cómo funciona el Nissan e-4orce, ese motor eléctrico adicional para el tren trasero, con el que Nissan pretende aunar eficacia, suavidad de funcionamiento y conducción de calidad.
Su propio nombre lo indica, ese “4” de Nissan e-4orce representa la tracción a las ruedas, a partir de su concepto e-Power. Ah, ¿que aún no tienes claro lo que es e-Power? Te lo explicamos aquí abajo.
El concepto inicial de Nissan, e-Power
Si fueses un fabricante, ¿cómo harías un buen coche híbrido, capaz de poner en jaque a modelos como el Toyota Prius, que lleva evolucionando desde el siglo pasado, sembrando todo de patentes a su paso? Nissan ha seguido un camino propio -forzosamente-, colocando un motor eléctrico en su tren delantero, que en este caso es el único que mueve las ruedas. En esto se diferencia de muchos híbridos, en los que el motor de combustión también puede proporcionar tracción con conexión directa a las ruedas. En Nissan, todo el conjunto eléctrico que impulsa las ruedas es prácticamente idéntico al Nissan Leaf.
13 fotos
La tracción mediante un motor eléctrico proporciona una gran eficiencia y, por tanto, poco consumo de energía. La clave de e-Power es que este híbrido no es enchufable. Por tanto, toda la energía que se pone en juego proviene del combustible. Es imperativo conseguir que la conversión de combustible en energía eléctrica sea también de la manera más eficiente posible.
El motor más eficiente
En el caso de e-Power se ha dispuesto bajo el capó un motor de gasolina y un generador eléctrico. En Europa, e-Power se está empleando en los modelos más recientes de Nissan Qashqai y Nissan X-Trail. Y en ellos emplea el que probablemente sea el motor de gasolina más sofisticado de Nissan, el 1.5 VCT. Se trata de un motor de tres cilindros, derivado de un 2.0 de cuatro cilindros desarrollado inicialmente por Infiniti. Sus siglas VCT resultan muy descriptivas, porque significan Turboalimentado y con Compresión Variable. El planteamiento podría parecer el de aquél Opel Ampera, híbrido de autonomía extendida y con etiqueta cero, pero en lugar del motor más barato (y poco sofisticado), Nissan emplea un compacto motor con todo el arsenal técnico de sus estanterías.
13 fotos
Dos cilindradas en un motor
Durante años los fabricantes persiguieron un motor de combustión con compresión variable. Esto les permitiría aprovechar al máximo la energía del combustible. Se desarrollaron muchos artificios y mecanismos en la distribución para conseguir emular la compresión real variable. Nissan lo ha logrado de verdad, colocando un mecanismo, una bieleta y una excéntrica, que permite a los pistones recorridos más o menos largos. ¿Una carrera de pistón más larga? Sí, lo que has imaginado: el motor VCT cambia la relación de compresión, y al hacerlo modifica ligeramente la cilindrada. Cuando el conductor desea empuje y potencia, trabaja con la alta cilindrada. El resto del tiempo el motor trabaja con cilindrada reducida y con una compresión muy alta, proporcionando consumos bajos. Así, la electricidad que se genera para mover el motor eléctrico o para recargar la batería -pues es un híbrido no-enchufable- se consigue con poco gasto. De hecho, en la práctica, el motor intenta funcionar solamente a un régimen fijo, el óptimo. No hemos conseguido obtener dicha cifra de los ingenieros, pero en los modelos japoneses de e-Power, se trabaja prioritariamente a unas 2.400 rpm, proporcionando 19 kW (unos 26 caballos), suficientes para mantener a un Nissan Note a 120 km/h. Obviamente, la aerodinámica de Qashqai y X-Trail necesitarían algo más potencia y quizá otro régimen. Como guinda, el motor es capaz de funcionar con un tiempo de expansión más largo que el de compresión, funcionando con ciclo Atkinson, en lugar de Otto.
13 fotos
La batería de e-Power es relativamente pequeña en su capacidad de almacenar energía. En el caso del X-Trail, almacena 2,7 kWh. No es necesario más, porque lleva el generador dentro del coche. En cuanto cae su voltaje, el motor y el generador devuelven el voltaje a su estado de cargado. La refrigeración de la batería es simple, por aire, porque no se tan ve “obligada” a rendir como en los puramente eléctricos: en el e-power, si hace falta más electricidad, se reclama directamente al motor térmico que produzca más. De este modo, la batería siempre trabaja a temperaturas óptima para su servicio y su longevidad.
13 fotos
De todo lo anterior se desprende que la batería no tiene que ser tampoco especialmente potente, de modo que basta con una batería compacta y no excesivamente costosa, bajo los asientos delanteros. Todas las características de espacio, en el habitáculo -como las siete plazas del X-Trail- o en maletero no se ven afectadas por la transmisión e-Power.
e-4orce, suma otro motor eléctrico
Ya conoces cómo funciona e-Power. Si colocas otro motor eléctrico para las ruedas posteriores tendrás un tracción total. En lugar de un árbol de transmisión, lleva unos cables eléctricos, mucho más simple, sin una ubicación precisa en el coche. La tracción total eléctrica resulta mucho más flexible. Sobre el papel, se puede enviar todo el par de tracción a un eje o al otro. Y con la ayuda del control de tracción, que actúa frenando de forma selectiva una rueda que patina, también se podría enviar todo el par que pide el conductor con el acelerador a la rueda con más agarre.
13 fotos
Nissan no solo trabaja con las posibilidades teóricas, sino que ajusta la retención de un motor y otro para reducir el cabeceo en las frenadas. De la misma forma, dice controlar el movimiento hacia atrás cuando se acelera. Jugando con el par aplicado a cada eje, y ese que puede restar aplicando el freno, dice conseguir un efecto de “torque vectoring” o diferencial vectorial. Con esto, igual ayuda al iniciar un giro a que el coche entre en la curva, que consigue trayectorias durante la misma más fidedignas con lo que se indica con el volante.
En el caso del X-Trail, detrás lleva un motor equivalente al delantero, de imanes permanentes, como el Nissan Leaf. El e-Power resulta muy silencioso en marcha, incluso con el motor de combustión funcionando. En carretera, el motor está casi siempre en marcha, generando electricidad. Sin embargo, consiguen gran aislamiento acústico y vibracional, gracias a que el rango de trabajo es muy estrecho. Así, los trabajos de aislamiento, aumento de rigidez o de peso de distintos componentes, resultan muy eficaces conteniendo el ruido. El arranque y la parada del motor de gasolina, espontáneo, según necesite el sistema, una vez que el coche está rodando resulta imperceptible para un usuario no advertido o para el conductor poco atento. Así es de suave y rápida su puesta en marcha. También la respuesta del coche completo es vivaz, y aquí la responsabilidad recae en la inmediata respuesta de los motores eléctricos.
13 fotos
Por supuesto, no hagas cálculos y sumes las potencias de los motores eléctricos para obtener la potencia total. La limitación a la potencia la marcan la batería y el generador, elegido para trabajar en armonía de eficiencia con el motor de combustión.
13 fotos
Nissan nos ha hecho probar las virtudes del sistema ascendiendo al circuito de hielo más alto de Europa, en Andorra. La finura y facilidad en el inicio de marcha en una rampa nevada, así como el control de trayectoria. Sobre el asfalto, tanto seco como húmedo, sería aventurar demasiado cuánto del buen comportamiento se debe a ajustes del chasis o a la participación activa del sistema, pero que el conjunto se conduce con extrema neutralidad, facilidad y silencio, sí se puede asegurar. La piedra angular de esta tecnología, los consumos, resultan buenos para haber pasado de 140 a 1.400 metros de altitud, y hacerlo con neumáticos de invierno. Firmamos algo más de 8,4 litros a los cien apurando las velocidades legales. No hicimos el descenso, pero la pequeña batería no nos habría permitido regenerar más que una parte de este sobreconsumo.
Nissan Ariya: e-4orce sin combustión
El Nissan Ariya sustituye el depósito de gasolina del X-Trail para llevar la energía (asociado a un motor de combustión para transformarla), por una generosa batería. Se ofrece con 63 u 87 kWh, con la mayor de las cuales consigue 525 km de autonomía oficiales. El esquema de funcionamiento del sistema e-4orce es básicamente el mismo que el X-Trail.
13 fotos
El Ariya como vehículo refina tanto diversos aspectos, que lo hacen quedar casi siempre por delante del e-4orce “híbrido”, aun compartiendo sus principios. Repite los dos motores eléctricos, uno por eje, pero esta vez, son de inducción -y síncronos- en el Ariya. En seguida compruebas que aún es más silencioso. No hay que atemperar el ruido del campo magnético, porque sin imanes, lo genera “a la medida”. En el X-Trail, aguzando el oído encontrabas ese silbido agudo del inversor y de la transmisión, más algo del rumor del motor de combustión superponiéndose. Dicho esto, el X-Trail es silencioso, pero es que el Ariya ofrece un confort acústico de máximo nivel por la parte mecánica. Rodadura y aerodinámica, apenas hay movimiento, terminan de enmascarar cualquier ruido que se pueda escapar del buen trabajo acústico hecho en el Ariya.
13 fotos
En la conducción, todo se siente en el Ariya más refinado y sencillo. Matiz tras matiz, la relación volante-trayectoria, gas en curva y trayectoria, tacto del freno, todo se siente natural. Hay aspectos donde el X-Trail puede competir, porque sin un motor de combustión que genera vacío para el servo, el pedal de freno del Ariya ofrece un tacto más continuo, a pesar de un recorrido más largo. El Ariya, si bien permite un buen inicio de la curva en piso extremadamente deslizante, no puede ocultar su mayor peso e inercia una vez embarcado en ella. Seleccionar el modo “Snow”, que permite cierto deslizamiento por acelerador del tren posterior, puede enmascararlo.
13 fotos
La enorme batería se vuelve virtud a la hora de recuperar energía en un descenso prolongado. Por un lado, porque la batería cuenta con refrigeración por líquido – el circuito también trabaja en el cuidado de la electrónica- puede recibir inyecciones sostenidas de potencia. Por otro, porque tiene treinta veces más capacidad que la del X-Trail. De este modo, tras recorrer 120 km, el descenso desde los Pirineos había conseguido recuperar energía para algo más de 50 km adicionales. Traducido a la realidad, el Ariya homologa casi 20 kWh/100km, que es un valor tirando a alto. Eso sí, muy creíble y fácil de conseguir, sin proponerse ahorrar, incluso si se usa su capacidad de aceleración para iniciar adelantamientos fulgurantes. En el cómputo total del recorrido, dado el desnivel perdido, nuestra cifra final rondó los 16 kWh/100km, que no son significativos sin haber realizado la subida, y con variables adicionales como las temperaturas invernales que disfrutamos.
¿e-4Force hibrido o eléctrico puro? Injusta comparación, por peso, por potencia, por precio… seamos más que gallegos y digamos que la tracción totalmente eléctrica del e-4orce sigue revelándose fascinante, incluso en duro clima invernal.
Galería de imágenes
Comentarios