Bosch: Soluciones eficientes de propulsión

4 diciembre, 2020
MOTOR MUNDIAL
Descarbonizando la movilidad y el transporte

Para cumplir con los requisitos de la Unión Europea en materia de emisiones, Bosch está desarrollando múltiples soluciones eficientes de propulsión para lograr descarbonizar la movilidad y el transporte por carretera.

Hasta ahora, la lucha contra la contaminación atmosférica y el impacto medioambiental de la movilidad automovilística se ha venido centrando en los turismos, dejando un tanto aparte el impacto del transporte por carretera y del reparto ligero sobre el medio ambiente. Y para proveedores de ambos sectores, como es el caso del grupo germano Bosch, la acción climática para el transporte por carretera requiere una amplia ofensiva tecnológica para paliar o suprimir sus problemas de contaminación. En particular, los vehículos comerciales tienen una amplia variedad de condiciones sobre sus sistemas de propulsión, ya que sus emisiones de CO2 difieren mucho según el modo de conducción, la carga útil y la distancia a su destino. Mientras que los vehículos ligeros tienden a recorrer distancias cortas en sus rutas de reparto urbano, los camiones pesados llevan bienes y mercancías a largas distancias. Y su impacto ambiental no es el mismo.

Para cumplir con los requisitos de la UE, las emisiones de CO2 deben reducirse drásticamente para 2030 (a 59 g/km), tanto en turismos, vehículos comerciales ligeros y también pesados. Por eso Bosch quiere jugar un papel clave hasta llegar a conseguir un transporte climáticamente neutro para toda clase de vehículos. Con este fin, el grupo está desarrollando una completa gama de sistemas eficientes de propulsión, desde motores de combustión (Bosch estima que todavía se pueden reducir sus emisiones un 15%) y modelos eléctricos a batería, hasta pilas de combustible a base de hidrógeno.

Silenciosos en ciudad: la propulsión eléctrica para vehículos comerciales ligeros

Es difícil imaginar las calles de una ciudad sin vehículos de reparto, comerciantes y pequeñas empresas, especialmente teniendo en cuenta la creciente demanda de bienes y servicios a través de Internet. Por eso, la sociedad necesita sistemas de propulsión pioneros que ejerzan el menor impacto posible sobre residentes y medio ambiente. Las soluciones “eCity Truck” de Bosch permiten una conducción silenciosa con cero emisiones. Están formadas por un módulo compacto, compuesto por el eje eléctrico (e-axle), que combina el motor eléctrico, la electrónica de potencia y la transmisión en una sola unidad, formando un módulo de propulsión eléctrico. También existe en módulo único pero sin transmisión; ambas soluciones son fáciles de integrar y se pueden aplicar en vehículos comerciales ligeros de hasta 7,5 tn.

Dependiendo del diseño de la batería, permiten una autonomía de hasta 200 km, lo que significa poder cubrir la mayoría de las rutas de entrega, que no suelen pasar de 80 km diarios, con una sola carga. Una solución modular que permite conseguir una propulsión electrificada “económica, compacta y eficiente”, según Uwe Gackstatter, presidente de la división Powertrain Solutions de Bosch. De esta forma, Bosch adapta las furgonetas eléctricas para su comercialización a gran escala.

Electrificación económica para camiones de reparto de 7,5 a 26 Tn.

Pero no se trata solo de aplicar la tracción eléctrica en el transporte urbano. Bosch también impulsa la electrificación de vehículos comerciales más allá de los límites de la ciudad, como lo prueba su solución de propulsión “eRegio Truck” para camiones medianos y pesados, así como autobuses urbanos y de larga distancia, y otros casos especiales de uso. El concepto de propulsión juega un papel fundamental para conseguir que el tráfico regional en un radio de unos 250 km no sólo sea lo más económico y eficiente posible, sino que también lo sea con un nivel bajo de ruido y cero emisiones locales. Un motor eléctrico, un inversor y una unidad de control componen esta solución, que según las distintas exigencias, puede llevar el motor eléctrico compacto como una unidad eléctrica separada conectada a una transmisión, o como un componente activo integrado en un eje rígido.

Recorridos de larga distancia: la solución pasa por la pila de combustible

Las necesidades del transporte a larga distancias, nacional e internacional, no son las mismas que las del reparto urbano o la distribución local y regional. Aquí los factores potencia y autonomía influyen de manera decisiva, y las soluciones “eCity” y “eRegio” resultan insuficientes. Pero hay otras, también muy necesarias dado que debido al alto kilometraje que recorren y al peso de la carga que transportan, el potencial de reducción de CO2 en vehículos pesados que cubren rutas de largo recorrido es particularmente grande.

Según las necesidades de cada cliente y sin importar en qué lugar del mundo, Bosch ofrece la solución adecuada, ya sea diésel, a gas natural, con baterías o por pila de combustible. Para ello está examinando los problemas técnicos que plantea el uso de hidrógeno en motores de combustión y estudiando su aplicación comercial, partiendo de las actuales tecnologías disponibles y de las arquitecturas de vehículos existentes, hasta configurar las soluciones de propulsión “eDistance Truck”, que permitan a medio plazo recorrer más de mil kilómetros en modo eléctrico a camiones de hasta 40 toneladas.

Estas soluciones “eDistance Truck” de Bosch pasan tanto por la hibridación como por el empleo de la llamada pila de combustible. Esta última está siendo cada vez más atractiva al combinar un tiempo corto de repostaje y una larga autonomía. Si además, el hidrógeno usado proviene de fuentes renovables, entonces su funcionamiento puede considerarse climáticamente neutro. Bosch ofrece varias alternativas para sistemas de pilas de combustible móviles que cubren las exigencias de los clientes a nivel mundial, tanto para la pila como núcleo del diseño, como para los componentes individuales de los módulos o para el sistema general de aplicación en vehículos comerciales. Gracias a su diseño compacto, estas soluciones son fáciles de integrar en plataformas ya existentes de vehículos.

Actualmente, Bosch colabora con la firma Powercell para desarrollar una pila de hidrógeno comercial, que podría producirse a gran escala a partir de 2022, para poder lanzar un sistema completo de pila de combustible con módulo integrado de Bosch en 2023. Además, el grupo germano trabaja con otras empresas en el proyecto “H2Haul”, financiado con fondos europeos, para construir y poner en circulación una pequeña flota de camiones equipados con pilas de combustible. Bosch calcula que para 2030, el 20% de los vehículos eléctricos nuevos serán alimentados por pila de combustible, sobre todo el transporte pesado de larga distancia.

Grupo motriz eléctrico Bosch e-axle

El recurso del gas natural

Y no sólo se trata del desarrollo de la pila de combustible: mientras tanto, y allí donde exista una infraestructura bien desarrollada de estaciones de servicio de gas natural, Bosch cuenta con este combustible gaseoso para ofrecer desde hoy una alternativa viable a los motores de combustión convencionales en rutas de largo recorrido. En comparación con los combustibles líquidos, el gas natural produce menos emisiones de CO2 y partículas, y ofrece en muchos países, dependiendo del precio local del combustible, normalmente menor, una ventaja directa en la disminución de costes. Por eso Bosch dispone de una completa cartera de soluciones motrices a gas natural para numerosos tipos de vehículos.

Y sin olvidar los diésel…

El motor diésel es el sistema motriz dominante en los vehículos comerciales y, previsiblemente, lo seguirá siendo en el futuro a medio plazo. Ningún otro motor de combustión es tan versátil; su alta eficiencia y los beneficios económicos que de ella se derivan, permiten asegurarle un buen rendimiento motriz durante mucho tiempo. Y su capacidad de disminución de emisiones y de mejora de su impacto medioambiental no se ha agotado aún. La oferta de productos diésel de Bosch incluye componentes para la inyección y alimentación del gasóleo, la gestión del aire y del motor, y el tratamiento de los gases de escape, también aprobados para el uso de combustibles sintéticos. Bosch calcula que el 67% de los vehículos nuevos que se venderán en 2030 seguirán teniendo un motor de combustión, con o sin hibridación. De ahí la importancia de los combustibles sintéticos, eFuels, como alternativa para permitir su uso al ser neutros en emisiones de carbono.

Trabajando conjuntamente, Bosch y el fabricante chino de motores Weichai Power han sido los primeros en aumentar la eficiencia de un motor diésel para vehículos comerciales hasta el 50%, todo un logro y un verdadero hito (el valor máximo hasta la fecha para camiones era del 46%), lo que según Gackstatter demuestra “que Bosch está mejorando sistemáticamente sus sistemas de propulsión diésel dentro y fuera de la carretera”. Un avance del nuevo motor es su sistema de inyección “common-rail” modular, que alcanza una presión de inyección de hasta 2.500 bares, capaz de asegurar una inyección eficiente y ampliable hasta motores de 8 cilindros, con una vida útil (dependiendo del campo de aplicación) de hasta 1,6 millones de kilómetros y 15.000 horas en uso fuera de carretera.

Pero los diésel de ahora mismo ya ofrecen un nivel de eficiencia y limpieza impensable hace sólo dos décadas: el tratamiento Bosch de los gases de escape mediante inyección de urea –la reducción catalítica selectiva, o SCR– con doble inyección, ayuda a reducir aún más las emisiones de los vehículos diésel y los hace más económicos. La urea (Ad Blue por su nombre comercial) se inyecta en un convertidor catalítico cerca del motor y en otro ubicado un poco más lejos. El sistema responde así de manera flexible y puntual a las condiciones de conducción, tales como ciclos de carga alta y baja o arranques en frío y, por lo tanto, puede reducir de manera muy eficaz la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx), al tiempo que ha sido diseñado para un bajo consumo de gasóleo.