El Estudio “HydroGen3” se Acerca a la Producción en Serie

Grandes avances en el proyecto basado en el Zafira respetuoso con el medioambiente

El nuevo prototipo de Opel y GM, el “HydroGen3” alcanza un nuevo hito en el camino para dotar a los turismos con un sistema de propulsión respetuoso con el medio ambiente y con la conservación de los recursos de la naturaleza. Comparado con sus predecesores, el sistema de propulsión del nuevo Zafira de pila de combustible ha sido mejorado para permitir una óptima ubicación de los elementos individuales en el vehículo. La experiencia de Opel y GM en el campo de la propulsión por pila de combustible quedó subrayada por los test realizados a alta temperatura en el estado norteamericano de Arizona por el Hydrogen1 (también alimentado con hidrógeno puro), durante los cuales se establecieron un total de 15 récords internacionales para vehículos propulsados por pila de combustible. Opel presentará por primera vez el concepto pionero del estudio de pila de combustible HydroGen3 a un amplio sector del público en el próximo Salón Internacional del Automóvil de Frankfurt (del 13 al 23 de Septiembre) con la ayuda de una maqueta seccionada.

El desarrollo del nuevo HydroGen3, el cual, como sus predecesores, está basado en el monovolumen compacto Zafira, de gran éxito, es responsabilidad conjunta del Centro Global de Propulsiones Alternativas (GAPC) de Opel y GM, que tiene sedes en Mainz-Kasel (Alemania), en Warren y en Rochester (Estados Unidos). En los próximos meses, varias unidades prototipo del Zafira de pila de combustible con cinco asientos comenzarán las mismas rigurosas pruebas de calor, frío, altura y resistencia a las que son sometidos los vehículos de producción.

El principal motivo para el desarrollo del HydroGen3 fue mejorar las prestaciones y la adaptación al uso diario del sistema de propulsión. Como parte del proyecto, se ha prescindido de algunos componentes que fueron necesarios en el HydroGen1 – lo que ha producido el efecto colateral de reducir aun más el peso del vehículo acercándolo al previsto de 1.590 kilos. El componente más importante que el equipo de desarrollo ha eliminado en el HydroGen3 ha sido el paquete de baterías de alto rendimiento. Anteriormente, esta unidad de almacenamiento de energía tenía el trabajo de suministrar energía en los picos de potencia de la unidad de propulsión, pero ahora es superflua, ya que los ingenieros del GAPC han optimizado el sistema de pila de combustible de forma tan dinámica que puede producir por sí mismo la potencia requerida inmediatamente. No sólo ahorraron casi 100 kilos de peso, también lograron la ventaja de que ahora la altura del piso del Zafira propulsado por hidrógeno es la misma que la del Zafira normal de producción, de forma que la capacidad de carga del Zafira en configuración de cinco asientos es la que está disponible en el HydroGen3.

La optimización de la arquitectura del sistema completo de pila de combustible ha significado que el agua producida en las células, como resultado de la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno, es suficiente para los requerimientos de humedad de las membranas de la pila de combustible. Esto evita la necesidad de contar con componentes adicionales de humidificación externa para las células, creando más espacio y reduciendo el peso.

El sistema de tracción eléctrica también ha sido desarrollado, y ahora es más compacto. El modulo completo, que comprende el convertidor de CC/CA (Corriente Continua/Corriente Alterna), el motor eléctrico y la transmisión, con freno de estacionamiento y diferencial, está colocado entre el transformador de voltaje y el eje de transmisión, pesa sólo 92 kilos. Además de esto, puede ser instalado en los soportes del Zafira normal, lo que representa un paso más hacia la posibilidad de fabricación en serie. Otro avance significativo es la mejora de confort lograda en el HydroGen3 con respecto a su predecesor. Un aire acondicionado de funcionamiento eléctrico ofrece a los ocupantes aire fresco en los días calurosos. El vehículo también ofrece un completo sistema de diagnosis para mantener al conductor informado del estado de todos los sistemas.

Los grandes avances realizados en el proyecto Hydrogen3 son también evidentes en varios detalles que pudieran parecer triviales. Por ejemplo, la boca de llenado del depósito de combustible de acero inoxidable (de 1 metro de largo y 40 centímetros de diámetro), en el que se almacena el hidrógeno en estado líquido a una temperatura de -253ºC, es ahora mucho más fácil de conectar. El enganche es compatible con la boca de llenado de hidrógeno de la gasolinera del aeropuerto de Munich y con las instalaciones de llenado previstas en la prueba a gran escala “California Fuell Cell Partnership” (Sociedad Californiana de Pilas de Combustible). El depósito de doble pared tiene una capacidad de 68 litros o 4,6 kilos de hidrógeno. Su interior está aislado de la conductividad térmica por vacío entre las paredes exteriores e interiores. Finas capas de láminas de aluminio protegen adicionalmente de la radiación de calor. Este volumen es suficiente para dotar al HydroGen3 de una autonomía de unos 400 kilómetros. El depósito está colocado delante del eje trasero y bajo el asiento, que ha sido elevado 25 mm para ubicarlo. El sistema completo del depósito (incluyendo válvulas, intercambiador de calor y soportes) pesa 90 kilos.

Echando una mirada bajo el capo del ultimo Zafira de pila de combustible, revela cuanto han avanzado Opel y GM en la tecnología de pilas de combustible desde sus comienzos hace unos 30 años. Rodeado por intercambiadores de calor y circuitos refrigeradores de agua, lo primero que llama la atención es el conjunto de células de combustible, que tiene una potencia específica muy superior a la de su predecesor. La pila – tras varios desarrollos de los especialistas del GAPC – es un bloque de 200 células de combustible conectadas en serie. Con unas dimensiones de 472 x 271 x 496 milímetros (largo x ancho x alto) es ahora significativamente menor que la utilizada en el HydroGen1 (590 x 270 x 500 milímetros). Por otro lado, la densidad de potencia de la pila de combustible – que trabaja a una presión de entre 1,5 a 2,7 bares – se ha incrementado. Ahora es de 1,60 kilovatios por litro o 0,94 kilovatios por kilo de combustible, comparados con los 1,10 kilovatios por litro o 0,47 kilovatios por kilo del Hydrogen1. Esto ha permitido a los ingenieros del GAPC avanzar un paso más en su reto de conseguir 2.0 kW por litro.

La pila del HydroGen3 entrega una potencia constante de 94 kW (anteriormente entregaba 80 kW) con picos de 129 kW (anteriormente 120 kW). Esta planta motriz respetuosa con el medioambiente, en la que el hidrógeno y el oxígeno reaccionan electroquímicamente para producir agua a una temperatura de 80º C, genera una energía eléctrica de entre 125 y 200 voltios, dependiendo de las condiciones de carga.

La corriente continua generada de esta manera se convierte por un elemento electrónico de control en corriente alterna (250 – 380 voltios) y alimenta un motor eléctrico trifásico asincrono de 82 CV/60 kW. Esta unidad con un par máximo de 215 Nm, y una velocidad máxima de giro de 12.000 rpm, propulsa las ruedas delanteras del Zafira a través de una transmisión con planetarios y una desmultiplicación de 8,67:1. Con esta propulsión tan eficiente, el Zafira de pila de combustible, acelera de 0 a 100 km/h en 16 sg y alcanza una velocidad máxima de 150 km/h. Estas cifras – junto con los detalles de ingeniería y arquitectura que se mostraran en el Stand de Opel del Salón Internacional del Automóvil de Frankfurt – demuestran lo cerca que está el vehículo de pila de combustible de Opel y GM de la producción en serie.

Esta entrada fue publicada en Opel. Guarda el enlace permanente.

Deja un comentario