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MOTOR. Explicando la tecnología Mild-Hybrid


Los coches microhíbridos o mild hybrid son más recientes en el mercado. El principio de base es el de un híbrido eléctrico en paralelo. En este caso se trata de un motor de combustión interna al que se asocia un motor de arranque-generador o MGU (de sus siglas en inglés, Motor Generator Unit) sobredimensionado, de entre 9 y 12 kW de potencia. Dispone de una batería de poca capacidad, en torno a 1 kWh, que almacena la energía cinética recuperada y la energía proporcionada por el MGU.


Cabe destacar que como el MGU está conectado a la polea del cigüeñal vía una correa, el MGU también aporta potencia y par al motor térmico cuando éste lo necesita, por ejemplo cuando uno acelera a fondo o en las fases en las que más energía se consume, como al arrancar en un semáforo. Dicho de otro modo, el MGU también mueve el coche, aunque no por si solo, ya que está conectado al cigüeñal (elemento del motor que transforma el movimiento rectilíneo de los pistones en circular que, a su vez, se transmite a las ruedas). Por tanto, técnicamente, es efectivamente un híbrido en serie.

Los sistemas híbridos de 48 voltios se están convirtiendo en la tecnología de moda que se están adoptando en bastantes coches, de marcas tan dispares como Audi, Kia o Hyundai

Una de sus ventajas más significativa es que permite contar con la etiqueta ECO de la DGT, algo que no está exento de polémica dado que algunos detractores aseguran que esta tecnología en condiciones reales de utilización apenas supone una reducción de las emisiones de C02 (un 15% en el mejor de los casos).

A pesar de las dudas sobre su consideración híbrida, a nivel legal, el Parlamento Europeo y el Consejo de Europa definen un coche híbrido eléctrico de la siguiente manera:

“«vehículo eléctrico híbrido» como un vehículo híbrido que utiliza, para su propulsión mecánica, energía procedente de dos sistemas instalados en el propio vehículo, a saber:
(1) un carburante
(2) un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica (por ejemplo, una batería eléctrica, un condensador, volantes de inercia/generadores, etc.)”.

Por ello, dado que el motor/generador MGU de los microhíbridos también ayuda en momentos puntuales a la propulsión mecánica del coche, que al estar conectado al cigüeñal, cualquier coche “mild hybrid” es, a los efectos legales, un híbrido eléctrico.

El sistema híbrido se alimenta mediante una batería de iones de litio de 48V y 0,44 kWh de capacidad. Está situada bajo el maletero, mientras que la mencionada unidad MGU está integrada en el motor de combustión. 

Una correa la conecta al cigüeñal del motor de combustión interna. Con ello, este sistema recupera energía cinética, en concreto hasta 12 kW y 55 Nm de par.  
Para Delphi, que ha desarrollado varios prototipos de mild hybrids, éstos tienen el 70% de las ventajas de los híbridos convencionales por un 30 % de su coste.


Otra de las ventajas es que el sistema aporta un plus de potencia y mejora el funcionamiento del motor de arranque dado que permite que sea más rápido y suave. En este sentido, el motor de arranque convencional de 12V sólo se usa para la puesta en marcha inicial si el aceite del cárter está aún frío.

Este sistema es muy útil sobre todo en uso urbano ya que permite ayudar al motor de combustión cuando se reinicia la marcha en repetidas ocasiones, compensando par y potencia. Durante la fase de aceleración, la unidad MGU ayuda al motor de combustión con una potencia extra de entre 4 y 12 kW, según el estado de carga de la batería y la actuación del conductor sobre el pedal del acelerador. Una vez se alcanza la velocidad requerida el sistema ya no entrega energía, aunque pude actuar como generador para cargar la batería de 48V, según su estado de carga.

En las fases de frenado o de inercia el sistema se puede recargar, porque el cigüeñal arrastra la unidad MGU, que actúa como un generador y permite una recuperación máxima de 10 a 12 kW. El generador es capaz de convertir la energía cinética que se produce durante el frenado en electricidad y la devuelve a la batería de 48V que la almacena. En estas fases, el motor de combustión permanece encendido y el embrague se mantiene acoplado para transferir la potencia de las ruedas a la unidad MGU a través de la transmisión y el motor.

Transición desde 12V a una arquitectura dual 12V-48V architecture (BiSG)
Fuente: Continental

Una de las ventajas de los “mild hybrid” es que permiten un “start & stop” extendido, es decir una mayor utilización. De hecho, cuando se avanza a baja velocidad, la función “start-stop” se activa a 30 km/h. Cuando se conduce por debajo de esta velocidad con el embrague desacoplado, el motor se apaga completamente. 


Aparentemente, es fácil definir un vehículo eléctrico híbrido suave (MHEV), pero la mayoría de las fuentes dan una definición incompleta. Al analizar los tipos de vehículos eléctricos híbridos, debemos considerar los siguientes aspectos clave: - La potencia eléctrica disponible (p. ej. 15 kW) - El voltaje de la batería de alto voltaje (por ejemplo, 48 V) - El consumo de combustible / potencial de reducción de CO2 (por ejemplo, 15%) - Las funciones realizadas por la máquina eléctrica (por ejemplo, aumento de par) Un vehículo eléctrico híbrido suave (MHEV) se define mediante una combinación de los aspectos clave definidos anteriormente.


Tipos de vehículos híbridos: (A) Subcompactos ; (B) Compactos ; (C ) Segmento medio ; (D) Coches grandes ; (E) Coches “Premium”
Fuente: Continental

Según Continental, en el futuro previsible, habrá un aumento continuo de la participación de mercado para vehículos híbridos y eléctricos puros (PHEV y EV puro). Se espera que el mayor incremento provenga de las arquitecturas de 48V MHEV, que alcanzarán alrededor de 25 millones de unidades vendidas, hasta el año 2030.

Sea como fuere, parece evidente que los “mild hybrid” son una solución temporal, antes de dar el paso definitivo hacia híbridos plug-ins y eléctricos puros.

Estimación de penetración en el mercado de los vehículos eléctrico híbridos para el 2030
Fuente: Continental



Fuentes: https://www.caranddriver.es ; https://www.xataka.com ; https://www.motorpasion.com ; https://x-engineer.org/automotive-engineering

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