Mercedes apuesta por la hibridación con motores diésel

Los vehículos híbridos enchufables constituyen una tecnología clave en la hoja de ruta para los futuros automóviles exentos de emisiones directas. Estos modelos ofrecen a los clientes lo mejor de dos mundos. En ciudad circulan con propulsión exclusivamente eléctrica, y en recorridos largos se benefician de la mayor autonomía que permite el motor de combustión interna. Mercedes-Benz combina ahora por primera vez los modernos motores diésel de cuatro cilindros con la propulsión híbrida de tercera generación. El resultado es un aumento de la eficiencia, unido a un confort de conducción notable, un dinamismo elevado y una autonomía impresionante.

Las ventajas de la propulsión híbrida enchufable se aprecian especialmente en los vehículos medianos y grandes utilizados con perfiles de conducción mixtos. Por ese motivo, Mercedes-Benz apuesta ahora por este concepto de propulsión en sus modelos a partir de la Clase C. Un aspecto importante de la ofensiva de vehículos híbridos es el inteligente concepto modular de componentes híbridos de Mercedes-Benz. Esta filosofía, que permite una ampliación escalonada, puede extenderse a numerosas series de vehículos con tracción trasera y distintas versiones de la carrocería, tanto con volante a la izquierda como con dirección a la derecha. La hibridización contribuye a mejorar la eficiencia del motor de combustión interna y ofrece además un aumento del dinamismo y el placer de conducción.

Los nuevos diésel híbridos enchufables de la Clase C y la Clase E de Mercedes-Benz destacan por su técnica y su eficiencia. Mercedes-Benz combina aquí por primera vez su motor diésel más moderno con un sistema híbrido recargable por conexión a una fuente externa de alimentación. La fuente de energía formada por el nuevo motor diésel de cuatro cilindros OM 654 y la transmisión híbrida de 9 marchas 9G-TRONIC de la generación más reciente promete una nueva experiencia de movilidad exenta de emisiones directas, unida a un placer de conducción altamente emocional. Una potencia eléctrica de 90 kW, un par motor eléctrico adicional de 440 Nm y una autonomía eléctrica de unos 50 km en el ciclo normalizado europeo son los valores característicos previstos.

Esto es posible en la tercera generación de modelos híbridos gracias a la nueva batería de iones de litio, con una capacidad energética de 13,5 kWh. El nuevo cargador de a bordo duplica la potencia de carga, de 3,6 kW a 7,2 kW. Basta con conectar cómodamente la batería descargada a una Wallbox para recargarla completamente en el propio domicilio en solo dos horas. Si se utiliza una toma de corriente doméstica convencional es suficiente con un periodo de carga de unas siete horas.

La tecnología híbrida de tercera generación asiste al conductor con mejoras patentes en la gestión inteligente de la propulsión. Gracias al uso ampliado de los datos del sistema de navegación y de la información suministrada por la cámara y el sensor de radar, los vehículos híbridos de la tercera generación ven mucho más allá del campo visual del conductor y pueden adaptarse al curso de la velocidad y al perfil del recorrido. En la planificación de la energía eléctrica disponible, de la recuperación y del acondicionamiento térmico de los componentes de la propulsión se tienen también en consideración otros acontecimientos, como los recorridos urbanos en el trayecto hasta el destino.

Junto a una experiencia de conducción incomparable, fruto de un par motor máximo de 700 Nm disponible a partir de un régimen de 1.400 rpm, los nuevos modelos diésel híbridos ofrecen asimismo confort adicional. Entre otros, la posibilidad de utilizar la red de a bordo de alto voltaje para alimentar, no solo los componentes de la propulsión, sino también el compresor eléctrico de agente frigorígeno y el calefactor adicional de alto voltaje. Ambos componentes hacen posible la preclimatización del habitáculo, tanto en verano como en invierno.

El S 560 e (consumo mixto de combustible 2,1 l/100 km, emisiones de CO2 en el ciclo mixto 49 g/km) puede recorrer asimismo unos 50 kilómetros haciendo uso exclusivo de la propulsión eléctrica. En este modelo celebra su debut la nueva electrónica de potencia, con un rendimiento mucho mayor que la generación anterior. La propulsión híbrida del S 560 e combina los 270 kW (367 CV) del motor de gasolina V6 con 90 kW de potencia eléctrica.

Los nuevos vehículos diésel híbridos enchufables en la Clase C y en la Clase E comparten el nuevo motor diésel de cuatro cilindros OM 654. La familia más moderna de motores abre nuevas dimensiones de eficiencia. Es el primer motor diésel para turismos que utiliza el procedimiento de combustión con pistones de cavidades escalonadas. El nombre se refiere a la forma del pistón en la cámara de combustión. Otras innovaciones son la combinación de bloque motor de aluminio y pistones de acero, así como el revestimiento NANOSLIDE® perfeccionado de las camisas de los cilindros. Se ha reducido la fricción interna del motor en un 25% aproximadamente. El nuevo motor se beneficia también de la implementación del sistema de inyección common rail de cuarta generación con presiones de trabajo de hasta 2.050 bares.

Además, el nuevo motor es más compacto que su predecesor. Todos los componentes relevantes para una reducción eficiente de las emisiones se montan directamente junto al motor. Gracias a la disposición cercana al motor, el sistema de postratamiento de los gases de escape se caracteriza por menores pérdidas térmicas y condiciones de operación sobresalientes.

Los nuevos modelos híbridos asisten ampliamente al conductor a la hora de adoptar un estilo de conducción anticipativo y económico. Por ejemplo, con indicaciones sobre el momento adecuado para levantar el pie del acelerador por acercarse a una limitación de velocidad, o con innovadoras funciones como planeo y recuperación. Para ello se combinan mediante la conexión en red los datos de navegación y del reconocimiento de señales de tráfico con la información de los sistemas inteligentes de seguridad (radar y cámara estereoscópica).

El asistente ECO integra en sus recomendaciones para el conductor y en su estrategia de eficiencia las siguientes situaciones e informaciones:

Trazado de la carretera (curvas, cruces, rotondas, pendientes)

Limitaciones de velocidad

Distancia respecto a los vehículos precedentes.

El asistente ECO elabora y calcula continuamente simulaciones de rodadura sin tracción en un segundo plano. En función de la carga actual de la batería y del estado del tráfico se valora si el vehículo podría rodar con la menor resistencia al avance posible si el conductor levantara el pie del acelerador («planeo») o si debería reducirse la velocidad del vehículo, aprovechando la energía cinética para cargar con eficiencia la batería (recuperación).

El pedal acelerador háptico ayuda al conductor a practicar un estilo de conducción económico y confortable. Por ejemplo, señalizando con un punto de resistencia variable en el pedal la potencia eléctrica máxima disponible. Si el conductor supera el punto de resistencia, se arranca adicionalmente el motor de combustión. Una contrapresión sensible en el acelerador háptico es una recomendación al conductor para levantar el pie del pedal. Si el conductor sigue esta recomendación se apaga el motor de combustión y se desacopla de la cadena cinemática.

El asistente ECO regula el empuje en función de la situación, siempre dentro de los límites del sistema, en el momento en que el conductor retira el pie del acelerador. La indicación correspondiente se emite también de forma óptica mediante el símbolo «dejar de acelerar» en el visualizador central (o bien, si el vehículo está equipado con esta opción, en el Head-up-Display). Al mismo tiempo, mediante una gráfica se muestra al conductor el motivo de la recomendación (por ejemplo, «se acerca un cruce», «se acerca una bajada»).

Con el fin de aumentar la motivación del conductor para seguir las recomendaciones del asistente ECO, el ordenador de a bordo registra los kilómetros/el tiempo de conducción con el motor apagado durante cada desplazamiento y muestra estos datos en el visualizador central. El premio a esta estrategia de conducción no es sólo la disminución del consumo, sino también una mayor autonomía eléctrica.

En función de sus preferencias, el conductor puede preseleccionar uno de los cuatro modos de operación. Se trata de:

HYBRID: ajuste estándar; todas las funciones —como conducción eléctrica, boost y recuperación— están disponibles y se utilizan en función de la situación de conducción y el trayecto

E-MODUS: conducción eléctrica, por ejemplo, en el centro urbano. El pedal acelerador señaliza el punto de resistencia en que arranca el motor de combustión interna

E-SAVE: la batería cargada se «reserva» para poder circular sólo con el motor eléctrico más adelante

CHARGE: la batería se recarga durante la marcha.

Propulsión híbrida de tercera generación: más potencia, menos espacio necesario

La transmisión híbrida de tercera generación se basa en el cambio automático 9GTRONIC. Este innovador conjunto propulsor híbrido combina el convertidor de par, el embrague separador y el motor eléctrico. La estructura compacta es resultado de la integración del embrague separador, el amortiguador de vibraciones de torsión y el embrague de anulación del convertidor de par dentro del rotor del motor eléctrico. El convertidor de par con un circuito hidráulico potente y de alta eficiencia ofrece como de costumbre un elevado nivel de confort de arranque en el modo de operación híbrido.

El motor eléctrico desarrollado en cooperación con Bosch dentro de la Joint Venture EMmotive ha sido concebido específicamente para la transmisión híbrida enchufable 9GTRONIC. En combinación con la electrónica de potencia, también de nuevo desarrollo, ha sido posible mejorar una vez más la potencia y el par en comparación con la segunda generación. Los 90 kW de potencia y los 440 Nm de par eléctrico contribuyen a una sensación relajada de conducción. Se ha aumentado la velocidad máxima en régimen eléctrico, de 130 km/h como hasta ahora a 140 km/h.

Un factor decisivo para el incremento de la autonomía eléctrica a unos 50 kilómetros es el aumento a 13,5 kWh de la capacidad nominal de la nueva batería de iones de litio, conservándose las dimensiones externas de esta. La evolución de la base química, con sustitución del fosfato de litio y hierro (LiFePo) por litio-níquel-manganeso-cobalto (Li-NMC) ha hecho posible aumentar la capacidad de las celdas, de 22 a 37 Ah. Este sistema de baterías de alta eficiencia procede de la empresa filial de Daimler Deutsche ACCUMOTIVE. La electrónica de potencia se aloja en el compartimento del motor.

En el año 2009 se sentó la base para la primera generación de vehículos híbridos de Mercedes-Benz con la introducción del S 400 Hybrid, concebido como sistema P1 (motor eléctrico abridado directamente al motor de combustión), con una potencia eléctrica de 20 kW. El fin perseguido con este sistema híbrido autárquico era aumentar la eficiencia del vehículo mediante recuperación de la energía al frenar e incrementar la agilidad con la función Boost eléctrica, asumiendo como contrapartida un ligero aumento de peso debido a los componentes híbridos. La segunda generación de modelos híbridos respondía a la disposición P2 (motor eléctrico abridado a la entrada del cambio, con un embrague separador entre ambos grupos). En la Clase S se combinaban los 20 kW de potencia eléctrica con un motor de gasolina en el S 400 h y un motor diésel en el S 300 h.

El primer sistema híbrido enchufable de Mercedes-Benz, el S 500 PLUG-IN HYBRID, salió a la venta en 2014. En el espacio disponible para el montaje se integró una batería con un contenido energético de 8,7 kWh, suficiente para una autonomía eléctrica de 33 km en el ciclo normalizado europeo. Al mismo tiempo se aumentó la potencia de la propulsión eléctrica a 85 kW/340 Nm, que hicieron posible alcanzar las prestaciones de un modelo de ocho cilindros en combinación con el motor de gasolina de seis cilindros y 245 kW.

El nuevo GLC F-CELL, presentado como modelo de preserie en el Salón del Automóvil de Fráncfort en septiembre de 2017, es asimismo un híbrido enchufable, pues combina por primera vez en el mundo dos técnicas innovadoras, la pila de combustible y la propulsión por batería. Los 4,4 kg de hidrógeno transportados a bordo ponen a disposición de este GLC energía suficiente para alcanzar una autonomía de hasta 437 km en el ciclo normalizado europeo (medición en presencia de la empresa certificadora TÜV). Al mismo tiempo, el conductor del GLC F-CELL se beneficia de la autonomía adicional de hasta 49 km en el ciclo normalizado europeo que ofrece la batería de iones de litio de gran capacidad.

La nueva generación de la Mercedes-Benz Wallbox hace aún más confortable la carga de la batería de los modelos híbridos enchufables y los vehículos eléctricos por parte de los clientes. La estación de carga para uso en el propio domicilio alcanza una potencia de 22 kW, mayor que nunca, y permite por primera vez el control de diferentes funciones utilizando el smartphone. Por ejemplo, el control de carga de la batería, la gestión de usuarios y la visualización de una sinopsis del consumo.

La nueva generación de estaciones de carga domésticas de Mercedes-Benz presenta además un diseño exterior más elegante, con elementos para conservar ordenadamente los cables. Estará disponible para los clientes en Europa a partir del verano de 2018. Más adelante se introducirá en más de 40 mercados adicionales. Los clientes pueden elegir entre tres variantes: la versión básica Wallbox Home, la variante Wallbox Advanced apta para internet y la Wallbox Twin para cargar al mismo tiempo dos vehículos.

El atractivo de los vehículos eléctricos va ligado estrechamente a las posibilidades de carga ofrecidas. Existen numerosas opciones para el suministro de los vehículos eléctricos con energía, tanto en casa mediante una Wallbox como al ir de compras, en el puesto de trabajo o de forma especialmente rápida en autopista. Una gran parte de los procesos de recarga tendrán lugar en el propio domicilio. Con una Wallbox, esta operación no es solo confortable, sino además mucho más rápida que si se utiliza una toma de corriente doméstica, pues la Wallbox permite cargar la batería con una potencia máxima de 22 kW. Los nuevos vehículos híbridos enchufables de tercera generación de Mercedes-Benz, por ejemplo, permiten la recarga con una potencia de 7,2 kW. Es decir, un vehículo de este tipo se recarga a un ritmo cuatro veces mayor en una Wallbox que si se conecta a una toma de corriente doméstica.

Las versiones inteligentes de la Wallbox Advanced y Twin son aptas para internet, llevan un contador eléctrico integrado y permiten un control de acceso mediante RFID (Radio Frequency Identification – identificación con ayuda de ondas electromagnéticas). De ese modo es posible gestionar varios vehículos de distintos usuarios, una opción especialmente interesante para flotas, así como para oficinas compartidas o viviendas multifamiliares. Gracias a la distribución inteligente de la potencia de carga en la gestión local de carga para un máximo de 14 Wallboxes, es posible instalar varias unidades sin necesidad de reforzar la acometida eléctrica del edificio. Una particularidad de la Wallbox Twin: permite cargar al mismo tiempo dos vehículos (con una potencia de 11 kW cada uno) en la misma Wallbox. Las Wallboxes Home y Advanced se introducen en el mercado a partir de verano de 2018; la versión Twin, en una fecha posterior, en este mismo año.