GKN Automotive presenta su nuevo sistema de propulsión eléctrico con dos marchas | forococheselectricos

GKN Automotive presenta su nuevo sistema de propulsión eléctrico con dos marchas


Uno de los principales problemas del coche eléctrico, es que la ausencia de marchas obliga a los vehículos a moverse con una única relación. Algo que tiene como resultado que al contrario de los modelos con motor de combustión, su menor consumo sea en ciudad, y el mayor a velocidades de autovía. Para tratar de solucionarlo empresas como GKN han desarrollado sistemas dotados de un cambio.

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La última evolución de esta tecnología está siendo sometida estos días a unas pruebas en el invierno de Suecia, a donde han llevado un grupo de vehículos dotados de este sistema.

Uno de ellos es un Jeep Renegade al que han sustituido su motor gasolina por un sistema eléctrico. Este cuenta con una potencia de 120 kW (164 CV) está conectado a las ruedas delanteras y dispone de un par motor máximo de 3.500 Nm que le propulsan hasta una velocidad máxima de 250 km/h. Además cuenta con un sistema vectorizado, que permite enviar la potencia a cualquiera de las ruedas de forma independiente.

La clave de esta propuesta es una transmisión de dos velocidades, con cambio de doble embrague, que permite la entrega de potencia sin apenas pérdida durante el cambio de relación. El resultado es un sistema que permite incrementar de forma notable la autonomía de los coches eléctricos, sobre todo cuando circulan de forma habitual por autovías.

En cuanto al por qué de instalar el tren motriz en el eje delantero, desde GKN se ha indicado que la tracción delantera proporciona beneficios más notables que las configuraciones de tracción trasera o en las cuatro ruedas, debido a la mejora de la frenada regenerativa. A esto añaden la mayor facilidad y rapidez a la hora de corregir posibles errores en la tracción durante la aceleración gracias al sistema vectorizado.

GKN dice que el sistema coaxial de dos velocidades se puede integrar fácilmente en las plataformas de vehículos existentes. Algo que reduce su coste y facilita la electrificación de modelos ya desarrollados. Puede instalarse en configuraciones tanto de tracción delantera, tracción trasera o tracción total, que van desde pequeños urbanos, hasta grandes SUV e incluso superdeportivos eléctricos.

Una tecnología que ya están usando algunos modelos híbridos enchufables de marcas como BMW, Mitsubishi, Porsche y Volvo, y que ahora quiere continuar extendiendo su influencia también entre los coches eléctricos puros.

Por supuesto el sistema tiene sus beneficios, pero también sus inconvenientes. El más evidente es que se complica un sistema extremadamente sencillo. Algo que supondrá mantenimiento y averías en una parte que normalmente al cliente no le molesta en la vida útil del vehículo. También se incrementa el peso del conjunto, lo que puede hacer que en recorridos urbanos el consumo aumente.

A esto añadir que GKN no indica cuál es el porcentaje de mejora de la eficiencia de los vehículos al adoptar esta tecnología. Sin duda un dato clave para valorar su idoneidad. Unos pros y contras que cada fabricante, y cada usuario, debe valorar para saber si se adaptan a sus necesidades.

Fuente | GKN


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51 comentarios en “GKN Automotive presenta su nuevo sistema de propulsión eléctrico con dos marchas”

    • «…es un sistema que permite incrementar de forma notable la autonomía de los coches eléctricos,»

      ¿Cuánto? ¿Un 5%? ¿Un 10%? ¿Un 50%?

      Ese es el «QUID» de la cuestión, si la mejora es inferior a un 25%, por favor, que me instalen más baterías por el coste de esta caja de cambios+embrague+electrónica, GRACIAS.

      PD: Tesla lleva demostrando más de 10 años que fue un error instalar caja de cambios en su primer Tesla Roadster.
      Rectificar es de sabios y los fabricantes de cajas de cambio pues, Renovar o Morir.

      Quitadme complejidad mecánica POR FAVOR.

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  1. Para los que tengan miedo de que el aumento de peso suponga una perdida de eficiencia… en un térmico de promedio cada 60kg de aumento de peso supone aproximadamente un 2% de perdida de eficiencia.

    Ese conjunto de cambio de marchas no creo que llegue a 60kg así que estariamos hablando de una perdida de eficiencia relativamente despreciable si con ello ganamos un 10, 15, 25% de eficiencia en autovia.

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    • Ya le diré a mi cuñao que se ponga a dieta cuando entre en mi coche, que me quita casi un 4% de eficiencia, madremiadelamorhermoso!

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      • Ojo, que el 2% hace referencia a circuito urbano, si vamos en autopista la cifra es bastante inferior… creo que no llegaba ni al 0,5%

        Tambien hay que recordar que ese 2% se refiere a térmicos ya que no son capaces de recuperar energía con la frenada. Pero en el caso de los eléctricos sí podemos gracias a la frenada regenerativa por lo que en teoría son menos sensibles al aumento de peso.

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    • Yo prefiero gastar ese peso en poner otro motor, así tendríamos 2, uno optimizado para ciudad y otro para velocidades de autopista, y además tracción total. Y si se estropea uno podríamos seguir circulando con el otro.

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      • y por uqé no 2 motores y con cambio de marchas…?

        La cuestion es valorar ambos sistemas con sus pros y contras. Habrán casos en los que combinar varios motores con distintas optimizaciones resulte mejor que poner una caja de cambios y otros casos en los que resulte más eficiente la caja de cambios.

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      • Es es teóricamente lo que Tesla hace con sus modelos. Sin embargo, en el Model 3 se ha visto que el LR RWD con un único motor tenía menores consumos y mayor autonomía que el LR AWD con dos motores. La autonomía EPA del primero era de 537 km frente a 499 del segundo. Es decir, la mejor eficiencia y mejor relación autonomía/precio se lograba con un solo motor en el LR RWD. Una pena que Tesla lo descatalogara (¿temporalmente?) para favorecer modelos AWD y Performance con mayor margen de beneficios.

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  2. Todo es mejorable, y la actual unica marcha lo es. Una caja de cambio, bien realizada y con su casi nulo mantenimiento debe de durar toda la vida del vehículo, así que tanto no es de cara al cliente.

    Esta demostrado que colocar la traccion delantera ayuda en la frenada regenerativa, ahí lo dice hasta Tesla.

    Entonces, yo esto lo veo una gran noticia

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    • Ya te digo que CASI NULO MANTENIMIENTO, nada de nada, te lo dice uno que sus últimos 3 coches han sido automáticos.

      Cada 60.000 kms a «endiñarles» casi 200 €urazos de cambio de aceite del cambio automático al concesionario.

      NO GRACIAS, el eléctrico sin marchas va de lujo.

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  3. ¿Un motor eléctrico con caja de cambios de dos marchas o dos motores eléctricos de distinto funcionamiento como hace Tesla?

    A mi a priori me entusiasma más la idea de dos motores (uno en cada eje), por todas las ventajas adicionales que ello conlleva.

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    • Muchas veces olvidamos que Tesla lleva años de ventaja a las demás, y que el tener 2 motores tiene ventajas adicionales como un peso menor, mejor capacidad para controlar el par en la salida, mejor recuperación, etc, y nos parece que podrían consumir menos pero olvidamos fácilmente que llevan 300cv como poco. No me extrañaría que el Roadster 2.0 tenga entre otras cosas una mejora en la configuración de los motores que lo haga más eficiente a alta velocidad.

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      • O sea, según tú, ¿dos motores, con sus dos reductoras y sus dos electrónicas de potencia pesan menos que agregarle una marcha a un motor? ¿En serio?
        Tendrá sus cosas los dos motores, sin duda, pero que pese menos no es una de ellas.
        Otra cosa es que el aumento de peso, en un Model S es insignificante, porque ya pesa sus 2.300kg…

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  4. Que pierdas eficiencia en ciudad no lo veo un problema, normalmente en el día a día no se hacen más de 50km, con lo que no supone un problema de autonomía, y el mayor coste de la energía tampoco creo que suponga mucho teniendo en cuenta que casi siempre se cargará en casa a precios más bajos.

    Lo que no dicen es cuanto aumenta la autonomía en autovía, y el coste del sistema de dos marchas, porque si el coste del sistema, te proporciona el mismo extra de autonomía que ampliar la batería con ese mismo coste, la ventaja sería nula, más bien todo lo contrario, por el posible aumento del coste del mantenimiento y posibles averías.

    Según vaya bajando el precio de las baterías, este tipo de sistemas si irán haciendo innecesarios (quizás sólo en deportivos si con esto consigues mejores prestaciones), con 1000km de autonomía como el roadster, no creo que compense por el aumento del coste y por la posibilidad de averías al tener un sistema mas complejo.

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  5. No veis un poco extraños los dato con solo 164 cv?? Primero la salvajada de 3500 N/m solo a las ruedas delanteras y despues la velocidad maxima de 250 km/h.
    El Jeep Rennegade de 170 cv gasolina solo llega a 195km/h. Se me hace extraño tantas mejoras solo por poner 1 marcha mas a ese motor.

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  6. Desde el principio se me ha hecho raro que los VE no tengan marchas, pensaba que llevaban un sistema de cambios por poleas tipo scooter o los que llevan los Toyotas híbridos, pero luego vi que no era así, que al desarrollar tanto par partían los engranajes. Para coches de menos de 200CV, si se controla la potencia que se entrega no debería partir.
    ¿No sería posible que al sistema de marchas que tiene un Toyota, la potencia entregada por el sistema térmico se sustituyera por un motor eléctrico? En la salida del cigüeñal del térmico poner un motor eléctrico. El resultado sería que cuando las necesidades de par son menores el consumo bajaría notablemente. Lo mismo con un sistema así se puede bajar el consumo en autovía al 50%. Técnicamente no conozco las limitaciones, pero estaría muy agradecido de que alguien que maneje el tema me lo pueda explicar.

    Saludos.

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  7. Lo veo matar moscas a cañonazos, el principal factor de ahorrar consumo en ciudad, es por las pocas perdidas aerodinámicas viajando a 50 o 60, no por la relación de cambios.
    Una de las a bases del éxito del eléctrico es la sencillez mecánica.

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  8. Es todo muy absurdo. Jamás compraría un coche eléctrico con un cambio de marchas y dos embragues.

    Por supuesto, el motivo fundamental de que un coche eléctrico tenga menos autonomía en autopista que a baja velocidad es que se necesita más energía por km recorrido para mover un coche a alta velocidad. Esto es debido a la resistencia aerodinámica, que crece mucho más que linealmente con la velocidad. Realmente, lo que nos debería extrañar es que los combustión gasten más en ciudad, lo cual es debido a la extrema ineficiencia de los motores térmicos a cargas parciales junto a la no recuperación de la energía de frenado.

    Los coches eléctricos no necesitan cambio de marchas. La mejora que se puede obtener es mínima, ya que los motores eléctricos se pueden diseñar para que sean eficientes en un rango de velocidad muy amplio. No compensa el aumento de complejidad mecánica.

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    • Totalmente de acuerdo. La resistencia aerodinámica aumenta con el cuadrado de la velocidad concretamente, a igualdad del resto de parámetros. Y con rendimientos tan altos en todo el rango de funcionamiento del motor eléctrico, no tiene ningún sentido meter por en medio un sistema que te aumentará el peso, la complejidad, el mantenimiento y las pérdidas mecánicas.

      Podría llegar a tener sentido en coches deportivos o de competición donde quieras alcanzar altas velocidades y la zona del motor de potencia constante no te dé el par suficiente, pero poco más.

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        • No , lo has dicho bien, la resistencia aerodinámica ( la fuerza que se opone al avance) aumenta con el cuadrado de la velocidad, y es igual a 1/2 de la densidad del aire por el coeficiente de resistencia aerodinámica, por la superficie perpendicular a la corriente y por la velocidad al cuadrado . Por otro lado para calcular la potencia necesaria para ir a esa velocidad hay que multiplicar la resistencia por la velocidad, osea toda la formula anterior se multiplica otra vez por la velocidad y quedaría potencia= 1/2 de la densidad del aire por el coeficiente de resistencia aerodinámica, por la superficie perpendicular a la corriente y por la velocidad al cubo.
          Resumiendo, la resistencia aumenta con el cuadrado de la velocidad y la potencia con el cubo.

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    • Iba a decir exactamente lo mismo que tu, solo añadir que debida a la resistencia aerodinámica la potencia necesaria para vencerla crece con el cubo de la velocidad, como ejemplo si vamos a 80km/h y queremos ir a 160km/h (el doble) debemos multiplicar la potencia del motor por 8 (2 elevado al cubo). El problema es de consumo energético y no de engranajes.

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  9. » GKN no indica cuál es el porcentaje de mejora de la eficiencia de los vehículos al adoptar esta tecnología» pues eso, suena a humo ya que pone solución justo al mayor problema de los BEV pero no dice nada sobre lo que es capaz de lograr, a cambio ellos fabricarán un componente que normalmente es caro y supone averías importantes y mantenimiento, al final quedará en que las ventajas no compensan la desventajas. Si todas las marcas se han centrado en la aerodinámica en lugar de integrar una caja de cambios como hasta hoy por algo será.

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  10. El motivo principal que un coche electrico consuma menos en ciudad y mas en autovia que un termico es la regeneracion en las frenadas en ciudad, cosa que en autovia no hay practicamente
    Algunos Tesla llevan dos motores y otros uno y no hay tanta diferencia de unos a otros

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  11. «Uno de los principales problemas del coche eléctrico, es que la ausencia de marchas obliga a los vehículos a moverse con una única relación.»
    Que tal así:
    Una de las principales ventajas del coche eléctrico es que no necesita caja de cambios ya que puede moverse con una sola relación.

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  12. «Al contrario de los modelos con motor de combustión, su menor consumo sea en ciudad, y el mayor a velocidades de autovía.»

    Eso es por un problema de ineficiencia de un térmico en ciudad, no de un electrico en autovia. De hecho en aitovía in electrico también consume menos que un termico.

    Siempre el consumo es mayor a más velocidad, pónganle todas las cajas de cambios que quieran el problema es que los termicos en ciudad son muy ineficiencientes.

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    • No termino de entender. No se que tiene que ver el de combustión con el eléctrico. Para compararlo, podríamos pensar eb un coche diésel que lleva la segunda o tercera marcha, y te mueves todo el tiempo con ella. En autovía se revolucionará y aumentará el consumo. Por eso cada vez hacen coches con más marchas, precisamente para llevar el motor más relajado.

      Con el cambio solucionas en parte esto. Pero el coste en cuanto a complicaciones no las termino de ver, a no ser que hablemos de un híbrido enchufable que tenga poca batería y quieran sacar mayor partido en autovía.

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      • Puf vamos por partes:
        – mas revoluciones no siempre.indican mayor consumo, hay un rango de revoluciones en el que el motor es mas eficiente (diesel).
        – ese rsngo en los electricos es tan amplio que permite movernos con una sola marcha sin penalizar el consumo.

        Entonces…¿Por qué un electrico consume más en autovia que en ciudad?
        Por qie va más rapido, copón.

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        • «Entonces…¿Por qué un electrico consume más en autovia que en ciudad?
          Por qie va más rapido, copón.»
          Que gracia me ha hecho… Copón bendito

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      • La necesidad de poner caja de cambios en motores térmicos se debe a que la potencia de un motor térmico no se puede obtener a cualquier velocidad del motor. Esto obliga a acoplarles distintas relaciones de cambio para poder adaptarse a las distintas velocidades del coche. En un motor eléctrico esto no es así. Lo normal en un motor eléctrico es que pueda dar la potencia máxima prácticamente a cualquier velocidad del motor.

        Con la eficiencia pasa algo parecido. Un motor eléctrico tiene una eficiencia muy elevada a casi cualquier velocidad de giro y cualquier carga (dentro de valores normales), mientras que los motores térmicos sólo son eficientes con cargas altas y en un rango de velocidades más estrecho. En definitiva, que el motor eléctrico es muchísimo más flexible, de ahí que los coches eléctricos no necesitan caja de cambios, al igual que los trenes eléctricos modernos, tampoco.

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  13. Nos estamos echando las manos a la cabeza por el potencial mantenimiento. Pero si el ahorro en autopista es del 20% puede valer la pena.

    Tambien hay que tener en cuenta que si una caja de cambios convencional tiene 6 marchas y esta 2 , es lícito pensar que se usará 3 veces menos (o menos… pues normalmente, la inmensa mayoría de cambios de marcha los hacemos en ciudad y aquí al usar la primera, no habría cambio de marcha ni embrague de por medio). Si normalmente el juego de embrague+caja de cambios dura facilmente 150.000 km, podríamos asumir que este durará fácilmente 450.000km.

    Lo que me gustaría saber es la diferencia en términos de coste y de eficiencia entre esta solución y la solución de Tesla (poner dos motores con relaciones de cambio distintas en cada eje). Esta claro que a nivel de prestaciones la solución de Tesla gana …

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    • Ya te digo yo que el ahorro neto es casi cero. Un motor eléctrico gasta casi lo mismo a 100rpm que a 5.000.

      Lo que dicen más arriba, por 300 euros, me pones 3kwh más y asunto arreglado.

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    • Madre mía, si las cajas de cambio duraran 150.000 km apañados íbamos… Bueno, a lo mejor las DSG de VAG sí que duran tan poco…

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      • Yo por lo que he oído han ido mejorando, pero su problema ha sido que la gente no mantenía las DSG bien, sobretodo las bañadas en aceite, que al no cambiarlo jodían la cja, peor si se mantienen bien, pueden durar mucho, en el canal de Guillermo García (quizá te suene), Powerart (te dejo el enlace) han hecho varios vídeos, con la gente de GeBox, y explican que un buen mantenimiento un DSG durará muchos años y kilómetros, creo que un taxista no tuvo una avería grave hasta los 400 ó 450k kilómetros

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        • Todos mis conocidos que han tenido DSG 6 o 7 han sufrido problemas con kilometrajes por debajo de los 200k, ya sean de la propia caja o de la mecatrónica. Averías carísimas, en cualquier caso. Menos mal que con los coches eléctricos todo ese infierno ya es historia.

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          • Se acabará seguro, pero habrá que ver si han seguido el estricto mantenimiento de la caja, de las DSG si se sigue su manual de mantenimiento es de lo mejor que hay

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  14. Problema resuelto poniendo un desarrollo final muy largo ¿que entonces sería demasiado largo para bajas velocidades? Pues ponemos un motor con más caballos y problema resuelto. Eso es lo que están haciendo todos los fabricantes salvo Renault con el Zoe. Total en motores eléctricos no es mucho mas caro un motor de 170Cv que uno de 100Cv.

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  15. Por aclarar conceptos, la resistencia (fuerza) aumenta con el cuadrado de la velocidad, la potencia necesaria (fuerza x velocidad) aumenta con el cubo de la velocidad, logicamente.

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    • No, Coffincorner tiene razón , la potencia aumenta con el cubo de la velocidad y la resistencia aerodinamica con el cuadrado. Mas arriba lo explico.

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  16. Caja de cambios en un eléctrico para seguir manteniendo la industria de los recambios y averías? No gracias.
    Eléctrico al que le pongan caja de cambios, eléctrico que descartaré automáticamente para comprarlo.

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  17. Es FALSO que el rendimiento de un motor eléctrico sea siempre el mismo.
    A baja velocidad, el rendimiento del motor, es más bajo.
    El rendimiento es constante a partir de entre un 20 y un 30% de su carga máxima. Es decir, en ciudad, el rendimiento del motor es más bajo.
    Si tienes dos marchas (marcha lenta, marcha rápida), sí aumentas la eficiencia del motor.
    Y una caja con DOS relaciones, es muy sencilla y económica.
    En cuanto a física y mecánica, tiene sentido. REalmente, sí habrá aumento de eficiencia.

    Otra cosa es que habrá que ver de cuánto es ese aumento de eficiencia, y si compensa.

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  18. Voy a intentar explicar el sistema que conozco esta solución (desarrollo software para centralitas de cajas de cambio en vehículos híbridos/eléctricos).
    El dato no lo publican porque todo se basa en el ciclo de conducción y dar un dato siempre es complicado en automoción. El principio para dos velocidades se basa en la eficiencia del moto eléctrico a diferentes puntos de operación. Por ejemplo, un motor eléctrico a 9000 rpms y bajo par puede tener una eficiencia del 70%. Con una caja de cambios de relación 2:1 (normal en esta caja donde el ratio en primera puede ser 12 y en segunda 6) entre marchas el punto de operación baja a 4500rpms y multiplica el par por 2. Ese punto de operación puede ser del 91%. Si se mantiene constante la velocidad y no existe gradiente en la carretera (vamos, que no se modifica el punto de operación del motor), en este caso el ahorro el del 21%. Para 50 kW de motor se necesitarían 71,4 kW de batería en el primer caso y 54,9kW de batería en el segundo.
    Espero haber aclarado algo. 😉

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    • Vamos a ver, si te fijas en la ultima grafica de este enlace, https://forococheselectricos.com/2011/11/motor-electrico-versus-motor-de.html , donde se muestra la eficiencia del nissan leaf con colores, se puede ver que la eficiencia es funcion principalmente de la potencia ( a mas potencia desarrollada mas eficiencia) y que si nos movemos en una potencia constante la variacion de las revoluciones del motor connllevan variaciones de eficiencia muy pequeñas, lo que hace que una caja de cambios tenga poco sentido en un coche electrico.

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