Mostramos la tecnología aplicada y desarrollada para los nuevos modelos de BMW i.

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Antes, al diseñar un automóvil eléctrico era usual recurrir al método de la conversión. Ahora, se conciben desde cero para optimizar su peso y hacerlos tan eficientes como lo son sus tecnologías de propulsión eléctrica.

Así sucedió con los coches de prueba MINI E y BMW Serie 1 ActiveE, que se recurrió a modelos originalmente desarrollados para el uso de motores de combustión para montar en ellos los componentes para convertirlos en coches eléctricos. Pero esta forma de electrificación de automóviles implica complicados trabajos de remodelación de todo el coche y, además, resulta en un peso claramente mayor.

El trabajo adicional y el mayor peso se deben a que los componentes eléctricos del sistema de propulsión plantean requisitos completamente diferentes en relación con los espacios que ocupan en el coche. Por esta razón es imposible incluirlos sin que ello incida en un mayor peso y sin que se reduzcan las dimensiones del habitáculo y del maletero.

En términos de movilidad eléctrica, significa que los coches convertidos no re-presentan una solución viable a largo plazo. Por estas razones, los ingenieros de BMW se rigieron por el uso previsto para los coches de la submarca BMW i, desarrollando una nueva arquitectura automovilística capaz de cumplir todos los requisitos técnicos que plantea un motor eléctrico y que considera el gran tamaño del acumulador. Adicionalmente se aplicaron criterios de reducción de peso, máxima autonomía, espacio, altas prestaciones, protección del acumulador y gran seguridad para los ocupantes. De esta manera surgió el concepto LifeDrive.

A diferencia de los vehículos con carrocería autoportante, el concepto LifeDrive consiste básicamente en dos unidades funcionales independientes y separadas entre sí. El módulo «Drive», en su mayoría de aluminio, incluye el chasis y, además, el acumulador de energía, el conjunto propulsor y las partes estructurales y de resistencia a impactos.

El módulo «Life», por su parte, está compuesto principalmente del habitáculo de material sintético reforzado con fibra de carbono sumamente resistente y muy ligero. Este material cubre grandes superficies, por lo que el módulo Life es muy ligero, lo que produce una mayor autonomía y, al mismo tiempo, mejores prestaciones. Además, también el comportamiento dinámico se beneficia del uso de este material. La unión funcional entre el módulo Drive y el habitáculo extremadamente resistente a la torsión del módulo Life redunda en un comportamiento dinámico específico y especial a la vez. El uso generalizado de plásticos reforzados con fibra de carbono no tiene parangón en el mercado.

Con la innovadora arquitectura LifeDrive, BMW Group le confiere una dimensión completamente nueva a la utilización de materiales ligeros, a la arquitectura de los automóviles y a la seguridad que la estructura ofrece en caso de impactos. Y considerando que esta arquitectura LifeDrive no exige modificaciones, no se provoca un aumento del peso como sí sucede con coches convertidos de tamaño comparable.

El uso inteligente de materiales ligeros e innovadores en la arquitectura LifeDrive compensa completamente el peso adicional del conjunto propulsor eléctrico y del acumulador, por lo que se iguala a un coche comparable con motor de combustión con el depósito de combustible lleno.

Tanto el BMW i3 Concept como el BMW i8 Concept se distinguen por tener ruedas de diámetro muy grande y muy estrechas en comparación con las ruedas convencionales de los automóviles de los respectivos segmentos. Gracias a su reducida anchura, la resistencia aerodinámica y de rodadura son menores que la resistencia que ofrecen ruedas provistas de neumáticos más anchos. Además, su masa no amortiguada es menor. Debido a estas cualidades, se contribuye a aumentar la autonomía del coche y a reducir su consumo.

Ligereza y seguridad.

La combinación de aluminio del módulo Drive con el material sintético reforzado por fibra de carbono del módulo Life no solamente es beneficiosa en términos de peso y de comportamiento dinámico. También lo es en lo que se refiere a la seguridad, quedando así demostrado que los materiales ligeros y la seguridad son perfectamente compatibles. El habitáculo de material sintético reforzado con fibra de carbono constituye un espacio de supervivencia sumamente estable, comparable a aquél que protege a los pilotos de la Fórmula 1.

Este material extremadamente rígido impresiona por la seguridad que ofrece a los ocupantes en caso de impactos frontales, laterales o vueltas de campana. Mientras que con carrocerías metálicas es necesario prever grandes espacios para absorber la energía de un impacto, los elementos especiales de deformación de material sintético reforzado con fibra de carbono logran reducir la misma energía en un espacio mucho más pequeño. El material apenas se deforma a pesar de las grandes fuerzas que se aplican en él incluso si se aplican en superficies muy pequeñas.

Uso inteligente de materiales ligeros.

El uso inteligente de materiales ligeros es especialmente importante en el caso de los vehículos equipados con un motor eléctrico. El motor eléctrico y el acumulador suman hasta 200 kilogramos más que un motor comparable de combustión, incluyendo el depósito de combustible. La autonomía está limitada por la capacidad de la batería y, especialmente, por el peso total del coche. Una disminución del peso del vehículo incide en una autonomía mayor y además, en mejores prestaciones, porque un coche ligero tiene una mayor aceleración, es más ágil al trazar las curvas y, frena mejor.

Por lo tanto, utilizando materiales ligeros se disfruta más de la conducción de un coche más ágil y seguro. Además, considerando que un coche menos pesado tiene una masa acelerada menor, es posible reducir las estructuras necesarias para absorber la energía de un impacto, lo que a su vez desemboca en un peso también menor. Es decir, que los expertos en desarrollo tuvieron la meta de electrificar o hibridar los coches con un saldo de peso neutral.

Los componentes utilizados dentro de un coche deben cumplir una gran variedad de exigencias que únicamente pueden satisfacerse de manera óptima combinando materiales. Por esta razón, los ingenieros de BMW seleccionan para cada componente el material apropiado para que cumpla su cometido y funcione correctamente. Gracias a la aplicación de este criterio, fue posible minimizar la importancia del peso de la batería. Cada pieza fue desarrollada, revisada y, si era necesario, modificada considerando de manera consecuente su función y su peso con el fin de alcanzar los objetivos que se habían definido en relación con el peso.

Buena parte del ahorro de peso se debe al material sintético reforzado con fibra de carbono. El uso de este material en grandes superficies en los módulos Life del BMW i3 Concept y del BMW i8 Concept no tiene parangón en el sector de la fabricación en serie de auto-móviles. El material sintético reforzado con fibra de carbono tiene, por lo me-nos, la misma rigidez que el acero, pero pesa aproximadamente la mitad. Con aluminio se habría ahorrado «solamente» un 30 por ciento del peso. Por lo tanto, el plástico reforzado con fibra de carbono es el material más ligero que se puede utilizar sin reducir la seguridad de una carrocería.

Además de las piezas convencionales reforzadas con alfombrillas de fibras de carbono unidas con resina, el BMW i8 Concept también incluye determinadas piezas de material reforzado con fibras de carbono tejidas, con el que se obtienen piezas perfiladas trenzadas. Para obtener este tipo de piezas, el material bruto reforzado con fibra de carbono se coloca como un calcetín sobre un molde. De esta manera es posible modelar piezas libremente y, adicionalmente, las piezas tienen menos puntos de unión. Además, como estas piezas encajan a la perfección, los perfiles son muy estables. Estas piezas de perfiles trenzados se utilizan en diversas partes estratégicas del coche, como en los umbrales, en las puertas y en los montantes A, que deben ser especialmente sólidas para resistir las fuerzas provocadas por posibles impactos.

Gracias a este método de fabricación especial, no solamente es posible optimizar el peso de las piezas disminuyendo su grosor modificando el diámetro del molde; también es posible obtener formas mucho más sofisticadas y exentas de uniones mediante pegamento o bridas. Otra ventaja importante es que así disminuye considerablemente la cantidad de material excedente. Usando menos material, se consume menos energía durante los procesos de producción.

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La tecnología LifeDrive de BMW i: Investigación en curso (XIX)

Categoría: Técnica
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