E-TECH SAGA: 4X4 300 hp, los retos de un súper híbrido E-Tech
Renault ha utilizado toda su experiencia en vehículos eléctricos para el desarrollo de esta innovadora cadena motriz híbrida E-Tech. El proyecto también contó con el apoyo entusiasta y apasionado de los expertos en ingeniería, desarrollo y control.
Hoy nace la cadena motriz E-Tech 4×4 de 300 CV. Basado en el E-Tech 200 CV, su desarrollo implicó una serie de cambios ambiciosos. Este sexto episodio analiza los retos a los que se ha enfrentado la marca para desarrollar esta cadena motriz «superhíbrida» elaborada por expertos.
El Renault Rafale E-Tech 200 CV se presentó a la prensa en el Salón Aeronáutico de París el 18 de junio de 2023. Luca de Meo, Director General de Renault Group, presentó el nuevo buque insignia de la marca:
“El Rafale reconecta a Renault con un sueño largamente anhelado, un sueño en el que la marca demuestra su capacidad para escalar nuevas metas, e incluso dirigirse a la gama más alta del mercado.” Luca de Meo
Esta enigmática afirmación se hizo realidad en noviembre de 2024 con la prueba de prensa de la versión de «rendimiento avanzado» del Rafale: el E-Tech 4×4 de 300 CV.
El Renault Rafale tiene un objetivo claro: perseguir la ambición claramente expresada por Luca de Meo de dirigirse a la gama alta del mercado con una demostración de excelencia tecnológica. Para lograrlo, Luca de Meo ha hablado de una cifra psicológica de 300 CV. Esta es la potencia de la futura cadena motriz desarrollada específicamente para la versión exclusiva de altas prestaciones del Renault Rafale.
La aceleración del Renault Rafale de 80 a 120 km/h en 4 segundos es una de las mejores del mercado de los SUV premium.
“Quiero que la versión de rendimiento avanzado del Rafale sea un super híbrido. Aquí no vamos a hacer las cosas a medias. Quiero que sea una obra maestra del vehículo”. Luca de Meo
La emblemática parrilla del Renault 4
Para los ingenieros del proyecto, estaba claro que la versión de alto rendimiento del Rafale tenía que ser impulsada por E-Tech, y su papel consistía en llevar el sistema a nuevas metas de excelencia técnica y tecnológica. Nicolas Fremau, Alexandre Herrero, Corentin Kerouredan, Octavie Okamba-Diogo y Romain Saulnier, todos ellos expertos en sus respectivos campos, aunaron sus habilidades para abordar este reto inspirador.
Reto nº 1: gestionar el flujo de energía y la transmisión 4×4
Los ingenieros de cadenas motrices del Technocentre nunca hacen las cosas a medias y, en este caso, ya contaban con una excelente base para el futuro «superhíbrido» de 300 CV: el E-Tech 200 CV. Nicolas Fremau, experto en la tecnología híbrida aplicada por la cadena motriz E-Tech, participó en la redacción del esbozo inicial del proyecto:
«El motor de gasolina de 1.2 litros y 3 cilindros de la cadena motriz E-Tech 200 CV ofrece un rendimiento máximo de hasta el 43%. Para generar 100 CV más, nuestra única solución es instalar un turbocompresor más grande y añadir un segundo motor eléctrico a la cadena motriz. Para alimentar este motor y obtener una autonomía suficiente para el uso diario, tenemos que instalar una batería más potente y convertir la cadena motriz en un híbrido enchufable».
La plataforma CMF-CD de nueva generación implementada para el Renault Rafale es lo suficientemente modular como para albergar un motor eléctrico montado en la parte trasera y una batería recargable de 22 kWh bajo el piso. Esta configuración es también la mejor en términos de distribución del peso.
Para el proyecto «superhíbrido», el motor eléctrico montado en la parte trasera presenta dos ventajas principales: en primer lugar, la disposición bajo el capó es la misma que para el E-Tech 200 CV y, en segundo lugar, el motor está conectado con las ruedas traseras, lo que permite el funcionamiento con tracción a las cuatro ruedas. Esta característica es muy apreciada por los clientes del segmento de los SUV de gama alta. Y así quedaron ultimadas las características técnicas. El futuro Rafale 300 CV sería un 4×4 híbrido enchufable.
Además de seleccionar los componentes de la cadena motriz, los ingenieros tuvieron que asegurarse de que formaban un conjunto funcional. Esta fue el área de especialización de nuestros expertos en función/calibrado “Nos enfrentamos a dos dificultades principales a la hora de poner a punto el motor”, comienza Alexandre Herrero “Tuvimos que gestionar las limitaciones relativas al par motor de los ejes delantero y trasero, y también garantizar una transmisión 4×4 eficiente sin enlace mecánico entre los motores delantero y trasero” continúa Alexandre Herrero.
Como se explica en el Episodio 3 sobre la gestión de la energía en el corazón del sistema E-Tech, el vehículo se basa en ECUs para las funciones de gestión inteligente. “Para la configuración del software de la ECU del motor, desarrollamos una estrategia de gestión de la energía muy compleja basada en la velocidad, el par y el nivel de carga de la batería. Cada parámetro tenía que ofrecer una experiencia suave y dinámica, independientemente de las condiciones de conducción”, explica.
Alexandre Herrero y Corentin Kerouredan aprovecharon al máximo la increíble versatilidad que ofrecen el motor y la transmisión controlados por software. En términos de tracción, las cuatro ruedas motrices están preparadas en todo momento. La distribución del par puede variar instantáneamente del 100% en la parte delantera (tracción delantera) al 100% en la parte trasera (tracción trasera), en función de los ajustes seleccionados por el conductor, el estilo de conducción y las condiciones de marcha. Como norma general, se prefiere la tracción delantera hasta 70 km/h, y la trasera a velocidades superiores.
En cuanto al funcionamiento de la cadena motriz, el motor o uno de los motores puede desconectarse en cualquier momento (modo híbrido o totalmente eléctrico) para optimizar continuamente el consumo de combustible.
“Las funciones del software evalúan continuamente las necesidades en términos de potencia y energía, basándose en una multitud de variables que incluyen el nivel de carga de la batería, el perfil de conducción (velocidad y aceleración), las condiciones de la carretera (pendiente, velocidad), así como el peso del vehículo (capacidad máxima de remolque de cuatro toneladas). La magia del sistema E-Tech consiste en lograr constantemente el mejor compromiso entre la tracción de un 4×4 y la máxima eficiencia de todas las fuentes de energía. De este modo, el vehículo aprovecha al máximo el motor de combustión en la zona operativa en torno al punto de máxima eficiencia. ¡Y todo esto es totalmente transparente para el cliente! Hemos conseguido combinar una excelente tracción con un alto nivel de eficiencia”, afirma Corentin Kerouredan con entusiasmo.
La magia del sistema E-Tech consiste en encontrar constantemente el mejor compromiso entre tracción y prestaciones 4×4.
Reto nº 2: crear una nueva cadena motriz híbrida enchufable
Transformar un «híbrido completo» en un «híbrido enchufable» con batería recargable implica algo más que «añadir» un enchufe. La batería de la cadena motriz E-Tech 4×4 de 300 CV no sólo es diez veces más potente que la de la E-Tech de 200 CV (22 kWh frente a 2 kWh), sino que su composición química también es fundamentalmente diferente. La composición y la arquitectura de una batería dependen de varios criterios, como la autonomía, las necesidades de potencia y la frecuencia de carga y descarga.
La batería Rafale E-Tech 4×4 de 300 CV se ha desarrollado específicamente para este modelo.
«Para que el Rafale ofrezca continuamente 300 caballos al volante, desarrollamos una batería de 22 kWh basada en la tecnología NMC (níquel-manganeso-cobalto), con un hincapié en la potencia. En colaboración con nuestros colegas de desarrollo de la cadena motriz, tuvimos que buscar soluciones de compromiso. No se trataba sólo de prestaciones al volante. El vehículo tenía que ofrecer prestaciones en términos de maniobrabilidad, autonomía y fiabilidad», explica Octavie Okamba-Diogo, coordinadora de la función batería.
Para un rendimiento óptimo de la batería, la temperatura ideal es de 25 °C. Dado el tamaño de la batería y los requisitos de potencia, la gestión térmica de las celdas era un reto importante. Para conseguir un aumento de temperatura suave, rápido y eficaz, el equipo del proyecto desarrolló una alfombrilla calefactora de aluminio. Utiliza una resistencia de potencia, proporciona +2° de calor /minuto. “Sin esta innovación, el aumento de temperatura de la batería sería diez veces más lento, con el consiguiente impacto negativo en el rendimiento”, prosigue Octavie Okamba-Diogo.
Reto nº 3: gestionar las funciones complejas de la cadena motriz y del software
En vista de las numerosas configuraciones de funciones disponibles con el Renault Rafale E-Tech 4×4 300 CV en el acabado Atelier Alpine (cuatro motores/motores, tracción a las 4 ruedas, dirección a las 4 ruedas, frenado regenerativo y suspensión inteligente), la principal tarea de Romain Saulnier y los demás ingenieros era simplificar el uso del vehículo, esto permite al conductor centrarse en la experiencia de conducción. El conductor puede personalizar su experiencia de conducción con tres menús: Multi-Sense, E-Save y el nuevo Agility Control.
Los conductores pueden personalizar las sensaciones de conducción con la función Multi-Sense y sus cuatro modos: Eco, Confort, Sport y Nieve. Las variaciones en el esfuerzo de la dirección, la respuesta del motor y la agilidad del chasis ofrecen diferentes experiencias de conducción, desde una conducción dinámica en modo Sport hasta una mayor tracción en condiciones de baja adherencia con el modo Nieve.
En la pantalla multimedia, el conductor puede personalizar las sensaciones de conducción gracias al Multi-Sense en cuatro modos: Eco, Confort, Sport y Nieve.
El botón EV Mode del reposabrazos central permite acceder a tres modos de conducción: Híbrido (por defecto), Eléctrico (totalmente eléctrico hasta 160 CV y una velocidad máxima de 135 km/h) y E-Save (carga de la batería mantenida por encima del 25% que utiliza el motor de combustión como generador).
Disponible únicamente en el acabado Atelier Alpine, el menú Chasis Dinámico del sistema multimedia permite al conductor optimizar los ajustes de la función Advanced 4Control, el perfil de amortiguación y el ESP, en función de tres opciones: Confort (ideal para los desplazamientos cotidianos, en particular en ciudad), Dynamic (para un compromiso entre agilidad y amortiguación) y Sport (centrado en la maniobrabilidad y el placer de conducción).
“Con estos tres modos de conducción fáciles de seleccionar, todos ellos optimizados por Alpine Cars, los conductores pueden estar seguros de que disponen de la configuración ideal para conducir el Rafale E-Tech 4×4 300 CV Atelier Alpine”, afirma Romain Saulnier, Coordinador de Prestaciones.
A la máxima potencia de carga, es decir, 7.4 kW (32 A), la batería tarda 2 h 10 min en recargarse completamente de 0 a 80% y 2 h 55 min de 0 a 100%.
El Renault Rafale E-Tech 4×4 300 CV ofrece lo mejor de dos mundos: eléctrico e híbrido enchufable. Para la conducción diaria, el modo eléctrico se activa bajo demanda, del mismo modo que un vehículo totalmente eléctrico con una autonomía de hasta 105 kilómetros (ciclo WLTP EV). Esta capacidad favorece la recarga periódica en el enchufe. En viajes largos, el consumo de combustible está a la altura de los mejores, con 0.5 l/100 km con la batería llena y 5.8 l/100 km con la batería vacía para el acabado Esprit Alpine (cifras WLTP), lo que permite al vehículo recorrer hasta 1,000 km con un solo depósito de combustible. En modo Sport, la conducción es particularmente eficaz, con una aceleración de 80 a 120 km/h en 4 segundos, la mejor del mercado SUV, incluido el segmento Premium.
Bajo el capó del Renault Rafale, la cadena motriz E-Tech 4×4 300 CV satisface así todas las exigencias, esto lleva aún más lejos los límites de la excelencia para E-Tech en términos de prestaciones, cualidades deportivas y eficacia.
“Con la cadena motriz E-Tech 4×4 300 CV, apuntamos a la Luna, pero llegamos a Marte”, concluye Nicolas Fremau
