Precept es el último Capítulo de GM en su esfuerzo continuo en el Desarrollo de Vehículos de Tecnología Avanzada

General Motors ha presentado el vehículo Precept, un sedán familiar, eléctrico-híbrido, totalmente funcional, con capacidad para cinco pasajeros, diseñado para recorrer 129 km con 3,79 litros de combustible. El Precept es la última demostración de la capacidad y del compromiso de GM de fabricar vehículos que consigan retirar definitivamente al automóvil del debate medioambiental.

GM también presentó un sistema de pila de combustible con depósito de hidruro químico, ubicado en un segundo Precept de GM, para beneficiarse de su estructura extremadamente eficaz.

El Precept es un ejemplo del tipo de estructura de eficacia máxima que GM está desarrollando en su propósito de llenar las carreteras de millones de vehículos respetuosos con el medio ambiente. Pero la historia no comenzó con el Precept; comenzó hace casi diez años, con el compromiso de construir vehículos de tecnología avanzada y con la introducción del EV1, el primer automóvil eléctrico producido en el mundo. La clave de la estrategia de vehículos avanzados de GM es crear varias soluciones de transporte con un consumo de combustible más eficaz que permita al mercado elegir entre las diferentes opciones para que, en último término, pasen a la fase de producción.

“Hace tres años, el Presidente de GM John F. Smith Jr expuso nuestra estrategia para desarrollar una amplia gama de opciones tecnológicas para el futuro,” declaró Robert C. Purcell, Director Ejecutivo de Vehículos de Tecnología Avanzada (ATV) de GM. “Algunas de aquellas opciones se desvelaron en el Salón Internacional del Automóvil de Norteamérica de 1998, donde también se presentó un EV1 optimizado con avanzadas baterías de níquel-hidruro, un sistema de propulsión híbrido paralelo y un sistema de pilas de combustible alimentadas por un convertidor de metanol. Actualmente, estamos suministrando los vehículos del EV1 con baterías híbridas de níquel. Para el futuro, GM está sentando las bases de la experiencia EV1, tanto en el laboratorio como en la carretera con clientes reales, para crear un vehículo de estructura aún más eficaz, conocido como Precept.

El Precept evolucionó como consecuencia de la participación de GM en la Asociación para una Nueva Generación de Vehículos (PNGV) y un esfuerzo conjunto entre el Gobierno de EE UU y las industrias de automoción del país que comenzó en 1993. Los objetivos concretos de la Asociación son conseguir emisiones más bajas y hasta tres veces la eficiencia de combustible de los automóviles convencionales (es decir, hasta 129 km por cada 3,79 litros de combustible) sin renunciar a la seguridad, al rendimiento, a un precio asequible o a la funcionalidad. El calendario exigía que cada socio presentara un vehículo de concepto técnico de prueba antes del año 2000, y un prototipo de producción en el 2004. El Precept es un ejemplo notable del progreso de GM hacia el objetivo de recorrer 129 km con 3,79 litros de gasolina.

Mientras que los parámetros fijados por el PNGV sirvieron de catalizadores para el Precept, la estructura de máxima eficacia y el sistema de propulsión, resultan una solución exclusiva creada por el equipo de innovación de General Motors. Además, las mismas tecnologías desarrolladas en el programa Precept han sido aprovechadas por otros vehículos avanzados de GM, como en la flexible estructura del Triax presentado en el Salón de Tokio el otoño pasado, y el G90 de alto rendimiento y bajas emisiones desvelado en Francfort el pasado mes de septiembre. Mientras estos dos vehículos pueden suponer soluciones a medio plazo para los asuntos medioambientales que afronta la empresa, las versiones híbrida y de pilas de combustibles del Precept se consideran soluciones más a largo plazo. No obstante, para proporcionar un rendimiento de combustible eficaz y ventajas medioambientales a corto plazo, el objetivo de GM es transferir el mayor número de tecnologías posible de todos estos vehículos de concepto a la gama central de vehículos convencionales de GM

Destacadas características del Precept: Las tecnologías del futuro en el presente

Al igual que un Chevrolet Impala contemporáneo, el Precept permite llevar a cinco pasajeros de forma segura y cómoda. Pero lo hace empleando casi tres veces menos combustible, un avance tecnológico comparable con la misión del Apollo que la NASA envió a la luna. Para beneficiarse de estas considerables mejoras, se examinó y optimizó cada detalle del sedán familiar que conocemos.

El sistema de propulsión híbrido paralelo, con un mecanismo de doble eje, incorpora un motor eléctrico trifásico de 47 Cv que acciona las ruedas delanteras y un motor térmico de inyección directa (CIDI) de compresión-ignición, de mezcla pobre de encendido, que acciona las ruedas traseras, junto con una unidad multifunción (MPU). Los dispositivos de conversión múltiple de energía se utilizan para la propulsión porque facilitan el funcionamiento de cada zona de manera óptima. Los sofisticados controles electrónicos interpretan las órdenes del conductor y gestionan todos los aspectos del funcionamiento del sistema de propulsión

El cerebro del completo sistema de propulsión híbrida es un potente controlador que se basa en un procesador de PC. Este dispositivo de 32-bit, con procesador a 266MHz, lleva a cabo un diálogo en dos sentidos con los siguientes dispositivos: pedal del acelerador, pedal del freno, cambio de marchas PRND, sistema de gestión de energía, sistema de tracción eléctrica, unidad multiusos, controlador de motor CIDI, controlador del diferencial, controlador del sistema térmico y controlador de frenos. A medida que se reciben las órdenes del conductor, se aplican las restricciones de optimización de emisiones y eficiencia y se activan los comandos codificados digitalmente. Se adoptan decisiones sencillas para optimizar todas las operaciones, como el sistema inteligente de calentamiento y refrigeración. Concretamente, el sistema desplaza automáticamente la energía térmica que, de otro modo se gastaría, a donde sea preciso; incluso prevé cuando podría formarse vaho en el parabrisas y toma medidas para evitarlo. En el Precept, cuarenta y siete módulos de computadora distribuidos proporcionan un control inteligente para convertir a este modelo en el vehículo más computerizado del mundo

Un componente clave del sistema de transmisión híbrido es su exclusiva caja de cambios, de altas prestaciones, que permite el cambio automático de marchas. Para crear dicha unidad, situada en la parte trasera del vehículo, los Ingenieros de GM comenzaron con una caja de cambios de cinco velocidades de un Opel Astra. En el momento en que se terminó el diseño, poco quedaba de la caja de cambios original. Se eliminaron la quinta marcha y la marcha atrás (la marcha atrás se consigue mediante el sistema eléctrico de tracción situado delante del vehículo). El cambio de marchas mediante el embrague se convirtió en una operación automática controlada por computadora. Como resultado de esto, el motor CIDI puede arrancarse con cualquier marcha y es posible el intercambio entre cualquiera de las marchas. Además, el tiempo requerido para un cambio de marchas o para arrancar el motor es de aproximadamente 0.7 segundos. Y lo que es más importante, las pérdidas de rendimiento de este diferencial son significativamente menores que las pérdidas con los sistemas de cambio de marchas alternativos automáticos y de variación continua.

Otra ventaja fundamental del planteamiento paralelo-híbrido, de doble eje, es que ofrece el uso máximo de un sistema de frenado mejorado en las cuatro ruedas. Cuando el conductor quita el pie del acelerador o pisa el pedal del freno, automáticamente la energía se convierte en energía eléctrica y se utiliza para recargar la batería, situada bajo el asiento delantero. Sólo esto, supone recorrer hasta 21 km más en la conducción combinada por ciudad y autopista, lo que contribuye al objetivo del Precept de conseguir 129 km recorridos con 3,79 litros de combustible. Una ingeniosa unidad multifunción maneja el sistema de frenos de las ruedas traseras, además de llevar a cabo otras cinco funciones: aporta 14 Cv de potencia de propulsión cuando se desea la aceleración máxima, arranca el motor trasero, optimiza el compresor de aire acondicionado cuando el motor está en reposo, el motor puede accionarlo como un generador para recargar la batería y se utiliza para sincronizar las marchas para el cambio de marchas sin embrague.

Se han examinado dos de los sistemas de batería más avanzados del mundo para incorporarlos al vehículo: la primera aplicación del mundo de baterías de polímeros de litio para la propulsión de vehículos híbridos y una nueva generación de baterías avanzadas de níquel-hidruro, diseñadas expresamente para la gran potencia encontrada en un sistema de propulsión híbrido.

La arquitectura: Atractiva, ligera y con un rendimiento óptimo

El aluminio se utiliza abundantemente en los componentes de la carrocería y el chasis para reducir el peso. Al igual que el EV1, el Precept utiliza una estructura de carrocería sobre un espacioso bastidor fabricado con estampaciones de aluminio, extrusiones y piezas de fundición. Los paneles exteriores están fabricados de aluminio y de materiales combinados. Los travesaños del parachoques son de fibra de carbono. El peso es un 45% menor que en un diseño comparable de carrocería de acero.

Dado que el peso soportado por los neumáticos delanteros se ha reducido significativamente, no se precisa ninguna servodirección. El sistema de suspensión controlado por computadora, mantiene un nivel de altura de marcha, independientemente del número de pasajeros y de las variaciones de la carga. La fuente de aire comprimido de los amortiguadores se puede conectar a los neumáticos radiales Michelin Proxima para hincharlos. Estos neumáticos disponen de una resistencia a la rodadura un 10% menor que en los neumáticos radiales de baja rodadura del EV1. Cada una de las llantas de las ruedas Hayes-Lemmerz de aluminio forjado del Precept pesa sólo 3.8 kg, lo que las convierte en las ruedas de 16 pulgadas más ligeras del mundo.

Los frenos del Precept pesan menos de la mitad que el equipo comparable en el modelo actual de Chevrolet Impala. Un avanzado sistema de frenos utiliza una pequeña bomba hidráulica de alimentación eléctrica situada muy cerca de cada pinza de freno.

El mantenimiento de una distancia constante con el suelo, junto con el acabado liso de los bajos del vehículo, entradas y salidas traseras del aire refrigerante y otras características aerodinámicas –así como con una puesta a punto exhaustiva en el túnel de viento– han permitido conseguir el coeficiente de resistencia aerodinámica más bajo jamás registrado en un sedán familiar de cuatro puertas con capacidad para cinco pasajeros (Cx = 0.163). La eficacia del diseño del Precept es tal que la adición de espejos retrovisores exteriores convencionales aumentaría la resistencia en más de un 17%. Por este motivo, el Precept emplea dos cámaras diminutas en vez de espejos retrovisores exteriores que, cuando se combinan con una tercera cámara retrovisora situada en el interior de la luna trasera, se consigue una visibilidad trasera panorámica en una pantalla de cristal líquido fácilmente configurable por el conductor.

El interior del Precept es prácticamente tan futurista como su exterior y sus componentes mecánicos. Los materiales avanzados de la tapicería interior no sólo ahorran aún más peso, sino que también proporcionan comodidad añadida y un aspecto más atractivo. Un ejemplo excelente de esto lo encontramos en los asientos delanteros ultraligeros, que son un 11% más ligeros que los del EV1. Los asientos delanteros constan de una estructura revestida de acero y aluminio, con una pequeña parte descubierta de relleno de gomaespuma y materiales embellecedores para los almohadones reforzados. Un material con aspecto de malla sirve como engaste central, tanto para la parte inferior del asiento como para el respaldo.

En lugar de las convencionales alfombras acolchadas, el Precept dispone de una tapicería del suelo más ligera con textura elástica. Las alfombrillas, desmontables para su limpieza, también son de caucho. Los múltiples portaobjetos permiten prescindir de la guantera, que a su vez permite a los diseñadores del interior aligerar y simplificar el cuadro de instrumentos.

Un Centro de Control para el Conductor, proporcionado por Motorola, ofrece un interface exclusivo entre el conductor y el vehículo que se utiliza para manejar el automóvil. Para poner en marcha y conducir el automóvil no se precisa de ninguna llave convencional; en lugar de esto, el conductor introduce un código de seguridad de cinco dígitos mediante el teclado situado debajo de la pantalla de visualización, oprime el botón RUN y cambia la marcha de estacionamiento del vehículo y alterna entre marcha adelante o atrás mediante otra serie de pulsadores.

Un interruptor en el panel de control funciona como el ratón de un ordenador portátil incrustado en la parte superior del cuadro de instrumentos. Se utiliza para desplazarse por un menú mostrado en la pantalla del mismo. La pantalla está situada a poca distancia debajo de la base del parabrisas, de modo que se precisa una capacidad de enfoque mínima cuando se alterna entre la vista de la carretera y una comprobación de los instrumentos. La pantalla puede configurarse a la medida del conductor. Se presentan tres categorías diferentes de información: una visión trasera proporcionada por tres cámaras de vídeo; datos operativos del vehículo, como la velocidad y el combustible; y los parámetros secundarios del sistema de control de la climatización y del sistema de audio.

Conclusión: Un paso más en el proceso

La integración de tecnologías revolucionarias en el Precept es simplemente otro paso más hacia el objetivo último de GM de transferir tecnología avanzada a su gama de productos principales y en último término retirar el automóvil del debate medioambiental.

General Motors tiene un claro propósito comercial para los vehículos de tecnología avanzada. GM intenta conducir al sector de la automoción hacia una era más comprometida con el medio ambiente y con la economía de combustible, fabricando vehículos eficaces y asequibles que los clientes compren y deseen conducir.

GM ha establecido relaciones comerciales tanto en el sector de la automoción como en la industria del combustible, que acelerarán el desarrollo y ayudarán a la empresa en la consecución de sus objetivos. Junto con socios comerciales de reconocido prestigio como Toyota, Isuzu, Suzuki, Exxon y BP Amoco, GM liderará al sector de la automoción del presente al futuro.

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