La segunda marcha que dispara la autonomía y aceleración del coche eléctrico
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Un 15% más de autonomía

La segunda marcha que dispara la autonomía y aceleración del coche eléctrico

Este nuevo tipo de transmisión de dos marchas se puede usar con todo tipo de vehículos eléctricos, es de bajo coste y permite un aumento de autonomía de hasta el 15%

placeholder Foto: La transmisión de dos marchas con geometría variable Ingear. (Inmotive)
La transmisión de dos marchas con geometría variable Ingear. (Inmotive)

Una compañía canadiense ha lanzado un nuevo tipo de transmisión de dos marchas para todo tipo de vehículos eléctricos que permite un aumento de autonomía de 7% a 15%, además de un aumento en la capacidad de aceleración del 15%.

Foto: Ilustración de un planeta con una civilización avanzada orbitando una estrella binaria. (NASA ILM)

Inmotive —la compañía que ha inventado esta transmisión bautizada como Ingear— afirma que pruebas de terceros demuestran que su nueva transmisión tiene una eficiencia de conversión energética de más del 99%, lo que lo hace mucho más eficiente que otras soluciones de transmisión de dos marchas para eléctricos, como el engranaje epicicloidal (o planetario) con conversor de par, la transmisión de doble embrague o la transmisión variable continua.

placeholder El Porsche Taycan tiene transmisión de dos marchas con doble embrague, un sistema que no es tan eficiente como el Ingear y es mucho más caro.
El Porsche Taycan tiene transmisión de dos marchas con doble embrague, un sistema que no es tan eficiente como el Ingear y es mucho más caro.

Además de ser menos eficientes, esos sistemas de transmisión tampoco son baratos —de hecho, solo los puedes encontrar en coches caros como el Porsche Taycan—. Inmotive asegura que su transmisión es de bajo coste y puede utilizarse en cualquier vehículo eléctrico, desde automóviles ligeros, todoterrenos y berlinas hasta autobuses y camiones.

La génesis del Ingear

Los inventores del Ingear son Anthony Wong y Jarek Lutoslawski. Fue el primero el que, según cuenta, llegó al diseño inicial después de investigar cómo hacer una mejor transmisión para bicicletas. Wong estaba obsesionado con obtener la mayor eficiencia posible y se dio cuenta de que se perdía eficiencia al cambiar de engranaje moviendo la cadena de un lado a otro.

Después de darle muchas vueltas, llegó a la conclusión de que se podía usar el espacio entre engranajes para crear un mecanismo de geometría variable que permitiera que el cambio de engranaje se hiciera en línea. Con este sistema, el cambio se puede realizar sin que la cadena se mueva lateralmente para así no perder tracción en ningún momento, obteniendo un cambio muy suave, rápido y sin perder energía.

placeholder Los dos engranajes anidados del Ingear. (Inmotive)
Los dos engranajes anidados del Ingear. (Inmotive)

Wong creó un prototipo en la habitación de invitados en su casa, usando una máquina CNC que compró de segunda mano en eBay y un microcircuito programable para aficionados a la electrónica para controlar el mecanismo. Descubrió que, efectivamente, funcionaba como él pensaba, aunque esa versión primitiva solo cambiaba en una dirección y estuviera hecha de plástico.

Después de ahí vino un trabajo de desarrollo en el que creó un mecanismo que aseguraba que la cadena siempre estuviera apoyada en los engranajes y el 'software' que controla que la mecánica está siempre sincronizada.

Después llegó Lutoslawski —el ingeniero jefe de Inmotive—, que fue parte del equipo de Tesla que falló en dar con la solución de una transmisión de dos marchas efectiva y de bajo coste para los vehículos eléctricos de Elon Musk. Lutoslawski afirma que, cuando vio el prototipo del Ingear por primera vez, pensó que la idea era “perfecta”, pero excesivamente complicada. Ahí entró él, para simplificar el diseño y hacer que, según dice, cualquier fabricante pudiera ver el invento y decir: “Sí, podemos fabricar esto sin problemas”.

Cómo funciona

Como muestra este vídeo, el mecanismo que permite que todo esto funcione es la geometría variable de los engranajes, que están anidados uno dentro del otro.

En la parte exterior está el engranaje de la marcha corta, compuesto por cinco segmentos. Es la marcha que se utiliza hasta que el coche llega a unos 65 kilómetros por hora. En ese punto, el 'software' realiza el cambio de marcha, retrayendo los cinco segmentos uno a uno hasta que la cadena pasa al engranaje de la marcha larga, más pequeño que el anterior.

Como se puede ver en el vídeo sobre estas líneas, la cadena de transmisión se apoya en todo momento en los engranajes, evitando que la cadena pierda tensión y eficiencia. El sistema siempre está proporcionando tracción. Según sus inventores, la cadena de transmisión —fabricada por la compañía de automoción BorgWarner— es una de las claves mecánicas para que su invento funcione. Esta cadena con dientes invertidos lleva más de cinco décadas funcionando en automóviles, pero, según Wong, probablemente no sepas ni que exista porque “funciona tan bien que no se rompe ni tienes necesidad de repararla”.

Este proceso de cambio de marcha ocurre en solo 30 milisegundos, una revolución completa del sistema, y apenas es perceptible por el conductor o los pasajeros. O por lo menos es lo que dicen la compañía y aquellos que lo han probado, como se puede ver en este vídeo.

Inmotive afirma que, en tests realizados por una compañía independiente, el Ingear ha demostrado una eficiencia de transmisión de energía de más del 99% en su punto más alto. En un vehículo de gasolina normal, la eficiencia típica de la conversión de la energía generada por la explosión del combustible químico en fuerza mecánica está por debajo del 30%. Esto es aceptable en un vehículo de explosión, pero sería impensable en un vehículo eléctrico, donde cada vatio cuenta y no se puede perder nada de energía por el camino.

La carrera para optimizar el vehículo eléctrico

Por eso mismo Elon Musk intentó dar con la clave para hacer su Tesla Roadster de dos marchas aunque, como cuenta Lutoslawski, al final fueron incapaces de solucionar ese problema y pronto tuvieron que abandonar el desarrollo para concentrarse en solucionar los muchos otros retos que tenía crear un coche deportivo que todavía no ha llegado al mercado y no lo hará hasta bien entrado el 2022.

placeholder Detalle del Ingear con la cadena de transmisión. (Inmotive)
Detalle del Ingear con la cadena de transmisión. (Inmotive)

Los que sí tienen transmisión con cambio de marcha son otros deportivos como el Porsche Taycan, el Pininfarina Battista, el Rimac C_Two y el Audi e-Tron GT. Pero las transmisiones de esos coches no son tan eficientes como la de Inmotive y, aún más importante, están creadas para deportivos.

Según Inmotive, la suya es una transmisión de bajo coste y bajo mantenimiento que puede aumentar la autonomía de cualquier coche eléctrico, desde un vehículo pequeño como un Prius hasta un todoterreno o un deportivo y un camión de gran tonelaje. Si son capaces de empezar a fabricar a gran escala, pueden tener la clave para que millones de nuevos vehículos eléctricos aumenten su autonomía de forma drástica.

Como dice Lutoslawski, ahora que ya tienen las partes básicas de un vehículo en su sitio hay una carrera para optimizar y arrancar kilómetros de autonomía a cada vatio gastado. Lo hemos estado viendo en los últimos meses.

placeholder El pequeño inversor de corriente que amplía la autonomía de los coches eléctricos en un 6%. (Fraunhofer Institute)
El pequeño inversor de corriente que amplía la autonomía de los coches eléctricos en un 6%. (Fraunhofer Institute)

En Alemania, un grupo de científicos e ingenieros han creado un nuevo tipo de inversor de corriente que, según ellos, ampliará la autonomía de los coches eléctricos en un 6%. De nuevo, un 6% es un gran impacto en la eficiencia de estos vehículos.

La optimización también llega a las baterías. Un equipo de científicos de la Universidad de Harvard afirma haber encontrado “el santo grial” de los coches eléctricos: baterías de estado sólido con una vida de 15 años que permiten competir con las prestaciones de un coche de gasolina.

En paralelo, un grupo internacional de investigadores ha descubierto un nuevo material que promete multiplicar por tres la capacidad de las baterías tradicionales de litio. Y otros ingenieros quieren hacer que la batería sea el chasis del coche, ahorrando kilos de peso que también afectará al rendimiento energético del coche.

placeholder La pintura especial del Audi e-Tron le permite ahorrar en el gasto de aire acondicionado.
La pintura especial del Audi e-Tron le permite ahorrar en el gasto de aire acondicionado.

Hasta hay compañías, como Audi, que están pensando en cosas tan increíbles como usar pinturas que ayudarán a reflejar la radiación solar, reduciendo la energía eléctrica necesaria para mantener el coche a una temperatura agradable en verano.

Y todo eso sin contar los avances en la generación de energía eléctrica con pilas de hidrógeno, como la usada por Toyota para batir el récord de autonomía de los eléctricos, superando los 1.000 kilómetros y pulverizando a Teslas y compañías. O el motor lineal de explosión que utiliza hidrógeno en vez de gasolina, que a su vez podría barrer a las pilas de hidrógeno.

La nueva revolución del transporte

Aunque la mayoría de personas no lo perciba, el coche está en un periodo tecnológico comparable a la vertiginosa carrera de sus comienzos, con miles de científicos y compañías compitiendo con inventos que van a cambiar radicalmente cómo entendemos el transporte.

La revolución no está en los absurdos “taxis voladores” —esos nuevos helicópteros que Ferrovial y otros vendeburras nos quieren vender, pero que no llegarán a ninguna parte—, sino en coches inteligentes, rápidos, extremadamente eficientes y autónomos que permitan que todo el mundo se pueda desplazar de un punto a otro por un coste mucho más reducido —y de forma más segura— que siendo el dueño de un coche. Y, encima, sin atascos gracias a la inteligencia artificial y la coordinación entre vehículos. Ya queda poco.

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