El GM EV1 cambió la forma en que los coches se detienen
Por: Chris Perkins, redactor y editor sénior de GM News
Recibí las noticias en tu celular: Canal de WhatsApp Motorpy
A los ingenieros les encanta buscar la eficiencia, maximizando el potencial de lo que tienen delante. Con el innovador GM EV1 , el primer vehículo eléctrico moderno de General Motors, miraron en un lugar inesperado: los frenos.
Para aumentar significativamente la autonomía del EV1, aprovechando al máximo la tecnología de baterías de mediados de los 90, los ingenieros y diseñadores de GM no escatimaron esfuerzos, creando un automóvil ligero con una carrocería diseñada para deslizarse por el aire. También reinventaron el sistema de frenado automotriz, sentando las bases para muchos vehículos posteriores.
Un sistema de frenado automotriz típico utiliza la fricción para convertir la energía cinética (de rodadura) en energía térmica (calor). Cuando el conductor presiona el pedal del freno en un automóvil moderno, el fluido hidráulico fluye hacia las pastillas de freno, que presionan contra un disco giratorio unido a cada rueda. Es un método muy eficaz para reducir la velocidad del vehículo, pero toda esa energía térmica se desperdicia y se disipa en la atmósfera.
EL FRENADO REGENERATIVO
Sin embargo, los vehículos eléctricos ofrecen otra forma de frenar: el frenado regenerativo. El mismo motor eléctrico que impulsa el vehículo también puede funcionar como generador de electricidad, contrarrestando la inercia del coche y devolviendo energía a la batería a medida que el vehículo frena. Aprovechando el frenado regenerativo, el equipo de EV1 podría generar electricidad para aumentar la autonomía.
El equipo EV1 buscaba combinar el frenado regenerativo y el de fricción, y simplificar el proceso para los conductores, controlando ambos con el pedal de freno convencional. Para ello, crearon un sistema de frenado nuevo y revolucionario: el sistema de frenado electrónico (Brake-by-wire), donde el pedal activa un sistema electrónico que controla simultáneamente el frenado regenerativo y el frenado convencional.
EL SISTEMA DE FRENADO ELECTRÓNICO (BRAKE-BY-WIRE)
En un sistema de frenado automotriz convencional, el pedal del freno está conectado directamente al sistema hidráulico. El sistema de frenado electrónico (brake-by-wire) incorpora un intermediario eléctrico que habilita la capacidad de frenado regenerativo. Cuando el conductor presiona el pedal del freno, el sistema genera una señal eléctrica que se envía a una computadora. La computadora determina la fuerza de frenado deseada por el conductor y cómo aplicarla.
En el EV1, el ordenador se denomina Módulo de Control del Par de Frenado (BTCM, por sus siglas en inglés) y traduce la señal del pedal de freno en una combinación de frenado por fricción y frenado regenerativo. (Por seguridad, el pedal de freno también está conectado a un sistema de respaldo totalmente mecánico).
En aquel momento, GM lo describió como “el sistema de frenado más eficiente e inteligente del mundo jamás instalado en un automóvil de producción”.
Conceptualmente, el sistema de frenado del EV1 funciona exactamente igual que los sistemas de frenado de los vehículos eléctricos modernos de GM. Al pisar el pedal del freno, los ordenadores del coche deciden cuánta fricción y frenado regenerativo aplicar. Si el sistema electrónico falla, está conectado a un sistema de respaldo mecánico, al igual que en el EV1.
Brandon Vivian, actualmente ingeniero jefe ejecutivo de GM Defense y Cadillac V-Series, trabajó en el EV1 a partir de 1995, siendo este su primer proyecto en General Motors. También fue responsable de las mejoras en el sistema de frenado implementadas en el modelo EV1 de 1999.
“En el EV1, nuestra estrategia se basaba principalmente en la fricción”, explica Vivian. Básicamente, cuando el conductor pisaba el pedal del freno, el EV1 activaba inmediatamente los frenos de fricción y, a continuación, incorporaba el frenado regenerativo según fuera necesario, en función de la desaceleración deseada por el conductor y de la capacidad de carga de la batería.
En el EV1 de 1999, la versión actualizada, el frenado regenerativo realizaba aproximadamente el 90 % del trabajo de desaceleración a bajas velocidades, lo que se traducía en un aumento de autonomía de unos 16 kilómetros. Esto puede no parecer mucho hasta que se tiene en cuenta que el EV1 ofrecía una autonomía de unos 145 kilómetros con una sola carga.
El siguiente proyecto de Vivian fue el prototipo GM Precept, un híbrido diésel-eléctrico que se basaba en gran medida en la tecnología pionera del EV1, incluido su sistema de frenado. El Precept utilizaba una estrategia de frenado regenerativo, que activaba el frenado regenerativo cuando el conductor pisaba el pedal del freno y, posteriormente, añadía el frenado por fricción cuando era necesario. Vivian afirma que esta estrategia de control básica se sigue utilizando en los vehículos GM hasta el día de hoy. «Pudimos aplicar las lecciones aprendidas con el EV1 y el Precept a medida que los sistemas de frenado se volvían cada vez más sofisticados», comenta Vivian.
FRENADO AL LEVANTAR EL PID DEL ACELERADOR
Los vehículos eléctricos modernos de GM ofrecen a los conductores la opción de activar el frenado regenerativo simplemente levantando el pie del acelerador, con diferentes niveles de fuerza de frenado regenerativo disponibles. La función de conducción con un solo pedal (One-Pedal Driving 1) permite a los conductores usar únicamente el frenado regenerativo para detener completamente sus vehículos eléctricos en diversas situaciones de conducción. La función de frenado regenerativo bajo demanda (Regen on Demand 2) también permite a los conductores aumentar aún más el frenado regenerativo en situaciones de conducción específicas, como al descender una pendiente pronunciada.
GM también incorporó gran parte de la experiencia adquirida con el sistema de frenado del EV1 en sus vehículos de combustión interna. Su moderno sistema de frenado electrónico, eBoost, permite un ajuste muy preciso de la sensación del pedal de freno al presionarlo. En los modelos Cadillac V-Series y el Corvette, la sensación del pedal de freno varía según el modo de conducción seleccionado, ofreciendo al conductor una respuesta personalizada para la conducción en circuito. El sistema eBoost también permite una mejor implementación de las funciones de asistencia al conductor, como el control de crucero adaptativo, el frenado automático de emergencia y el frenado para peatones.
SE ESTA APLICANDO A TODA LA LÍNEA
“Lo que empezó como un pequeño proyecto ha dado un giro completo y se está aplicando de forma generalizada en toda la flota”, dice Vivian. “Para eso se hacen estas cosas, ¿no? Hay que desarrollar la tecnología y el ecosistema que la rodea”.
GM está recuperando el legado del EV1 y apoyando la restauración del canal de YouTube The Questionable Garage. Es la oportunidad perfecta para recordar este coche pionero y su conexión con el presente y el futuro.
Al igual que el resto del EV1, el sistema de frenado no era tecnología por sí misma. «La innovación se define como tomar la tecnología para simplificar la vida de alguien o aportar un valor real», afirma Vivian. «La tecnología es solo tecnología. Hasta que no tenga valor, no se convierte en innovación».
1. Esta función puede verse limitada cuando la batería esté a temperaturas extremadamente bajas o altas, o cuando esté casi completamente cargada. Consulte el manual del propietario para obtener más información.
2. Esta función puede verse limitada cuando la batería esté a temperaturas extremadamente bajas o altas, o cuando esté casi completamente cargada. Utilice siempre el pedal del freno cuando necesite detenerse de inmediato. Consulte el manual del propietario para obtener más información.