Cómo recuperar 320 kw de energía en una frenada: así funciona el revolucionario sistema de frenos del EV6 GT

  • Kyung-ho Yoon, investigador del equipo de pruebas de frenado y encargado de desarrollar este sistema, explica las claves de la innovadora tecnología RBM (‘Regenerative Braking Maximization’) de Kia.
  • “Es el primer, y único, sistema del mundo que permite un reparto variable de la relación de frenado regenerativo de las ruedas delanteras y traseras, lo que genera una frenada más estable”, asegura.
  • El sistema RBM redujo la temperatura máxima de los discos de freno de 640 a 475º en las pruebas en circuito; y la tasa de recuperación de energía de frenado aumentó del 0,7% al 40,5%. Con el Kia EV6 GT es posible recuperar más de 320 kW de energía instantánea en una deceleración rápida de 0,6G.
  • Otra de sus virtudes es que proporciona un tacto del pedal de freno muy natural y homogéneo, que ayuda a dosificar la frenada con precisión.
  • “En el futuro, esperamos que el sistema de frenado de todos nuestros vehículos eléctricos utilice activamente el frenado regenerativo, como hace el EV6 GT”.

El EV6 GT, el Kia más rápido y potente de todos los tiempos, dispone de un sistema de frenos especialmente desarrollado para este modelo, que marca el camino de cómo serán los frenos de los coches eléctricos en el futuro. Ganador del World Performance Car 2023, el Kia EV6 GT monta un equipo de cuatro frenos de disco de material híbrido (hierro fundido en la superficie de fricción y aluminio en la zona de unión al eje) y grandes dimensiones (380 mm), con pinzas monobloque de cuatro pistones. A este equipo se suma la potencia de frenada del motor/generador eléctrico, gestionado por el innovador sistema RBM (‘Regenerative Braking Maximization’) de Kia, que maximiza la frenada regenerativa y permite un reparto variable del frenado regenerativo de las ruedas delanteras y traseras.

Los objetivos de este sistema son, en primer lugar, conseguir la máxima capacidad de deceleración y de resistencia al desfallecimiento; pero hay muchos otros, como proporcionar un tacto natural del pedal en todas las fases del frenado, optimizar la capacidad de generación de energía, lo que influye positivamente en la autonomía; y reducir el impacto ambiental de los frenos.

Kyung-ho Yoon, investigador del equipo de pruebas de frenado de la sede central de I+D de Hyundai Motor Group y encargado de desarrollar este sistema, explica “para nosotros era muy importante mantener una potencia de frenado estable, incluso en entornos de conducción exigentes. El EV6 GT es un vehículo eléctrico de altas prestaciones con un concepto de gran turismo. Por lo tanto, la capacidad de frenado constante era importante, tanto en viajes largos como en conducción deportiva”.

Lo que hace que este sistema de frenos destaque especialmente, además de por su “hardware”, es la lógica que maximiza el frenado regenerativo. El sistema RBM amplía al máximo el rango de actuación de la frenada regenerativa entre los modelos que se fabrican actualmente en serie. “El sistema RBM del EV6 GT es el primero, y único, del mundo que transmite una gran cantidad de par de frenado regenerativo a los ejes delantero y trasero, en fases de alta deceleración. Este sistema permite un reparto variable de la relación de frenado regenerativo de las ruedas delanteras y traseras, que puede pasar de la proporción de 50:50 habitual, hasta un máximo de 70:30 para las ruedas delanteras y traseras, en función del entorno de conducción, el ángulo de dirección y muchos otros parámetros. El control variable permite una frenada más estable”, asegura Kyung-ho Yoon.

Esta tecnología va mucho más allá de la frenada regenerativa de los vehículos eléctricos convencionales. “En el Kia EV6 se emplean inversores de diferente eficiencia energética para las ruedas delanteras y traseras. Primero se usa el frenado regenerativo de las ruedas traseras, con una alta eficiencia energética, seguido del frenado regenerativo de las ruedas delanteras. Además, el rendimiento de frenado también tiene en cuenta el estado general de la batería y la tasa de recuperación necesaria”, explica Kyung-ho Yoon.

Otra de las virtudes de este sistema es que proporciona un tacto del pedal de freno muy natural y homogéneo, que ayuda a dosificar la frenada con precisión. De hecho, el conductor solo siente el frenado regenerativo cuando levanta el pie del acelerador, lo que demuestra la perfecta armonización de los sistemas de frenado hidráulico y regenerativo en el EV6 GT.

En el modo de conducción GT, el sistema incluso puede sustituir por completo al frenado hidráulico y desempeñar el papel de dispositivo de frenado principal. “En ese modo se realiza un control cooperativo simultáneo en las ruedas delanteras y traseras, en lugar del frenado regenerativo convencional con prioridad en las ruedas traseras. Además, al mejorar la respuesta de par del motor donde actúa el frenado regenerativo, se han mejorado, al mismo tiempo, la estabilidad de frenado y la tasa de recuperación de energía. También es más seguro que el frenado regenerativo actual”, asegura Kyung-ho Yoon. “En las pruebas en los circuitos de Yeongam, Inje y Taean, en Corea, y Nürburgring, en Alemania, el desvanecimiento del pedal de freno no se produjo ni siquiera después de dar cinco vueltas. Además, la temperatura del disco de freno también se reduce en comparación con el sistema de frenos general. En el circuito de Yeongam, la temperatura máxima de los frenos sin RBM llegó a 640º C, y después de aplicar el RBM, la temperatura máxima bajó a 475º C”

Las pruebas de frenado del EV6 GT se han realizado en condiciones severas. “Hicimos test de frenada de 215 km/h a 70 km/h más de diez veces, sin que el sistema desfalleciera. En una prueba similar con un deportivo de altas prestaciones con un motor de combustión interna de potencia similar habría sido difícil lograr un rendimiento de frenado consistente debido al desvanecimiento y deterioro del pedal de freno por su gran dependencia del frenado hidráulico”, comenta Kyung-ho Yoon.

Otro aspecto beneficioso del sistema RBM es que genera mucha más energía para alimentar la batería que los sistemas convencionales. “En la prueba que comentaba antes, en Yeongam, la tasa de recuperación de energía de frenado aumentó del 0,7% al 40,5%. En general, la cantidad de frenado regenerativo del EV6 GT es un 50% superior a la de los vehículos eléctricos generales. También se ha mejorado la relación entre la carga instantánea y la cantidad de frenado. Con el Kia EV6 GT es posible recuperar instantáneamente más de 320 kW de energía en una deceleración rápida de 0,6G, y eso ayuda a aumentar la autonomía”.

Por último, otro aspecto destacable es que “los frenos hidráulicos se utilizan al mínimo en comparación con los modelos convencionales, por lo que se emite menos polvo de material de fricción y se aumenta la durabilidad de los consumibles relacionados con los frenos. “Ese tipo de polvo tiene un gran impacto en el deterioro del medio ambiente y también perjudica el rendimiento del sistema de frenado debido a su deterioro”, concluye Kyung-ho Yoon.

Los conceptos aprendidos en el Kia EV6 GT llegarán a todos los eléctricos de la marca. “Se está ampliando la gama de frenado regenerativo para permitir un control activo. En el futuro, esperamos que el sistema de frenado de los vehículos eléctricos utilice activamente el frenado regenerativo para simplificarlo y hacerlo más eficiente en función de la finalidad del vehículo. Y en un futuro próximo, es probable que se desarrolle un sistema que controle la fuerza de frenado desde la rueda sin líneas de transmisión de freno hidráulico. Además, mediante el sistema trimotor, se maximizará la frenada regenerativa en las ruedas delanteras y se realizará un control independiente del motor en las ruedas traseras para ayudar en el control de la posición de la carrocería. También llegaremos a implantar un sistema sin dispositivo de frenado hidráulico, que utilice un motor montado en cada rueda”.

Kia Motors Corporation

Kia (www.kia.com) es una marca de movilidad global con la visión de crear soluciones de movilidad sostenible para consumidores, comunidades y sociedades de todo el mundo. Fundada en 1944, Kia ha proporcionado soluciones de movilidad durante más de 75 años. Con 52.000 empleados en todo el mundo, presencia en más de 190 mercados e instalaciones de fabricación en seis países, la empresa vende hoy alrededor de tres millones de vehículos al año. Kia encabeza la popularización de los vehículos eléctricos y de batería y desarrolla una gama cada vez mayor de servicios de movilidad, alentando a millones de personas en todo el mundo a explorar las mejores formas de moverse. El eslogan de la marca de la empresa, «Movement that inspires», refleja el compromiso de Kia de inspirar a los consumidores a través de sus productos y servicios.

Kia Motors Europa

Kia Europa es la división europea de ventas, marketing y servicio al cliente de Kia Corporation. Con su central en Fráncfort, Alemania, se extiende a 39 mercados en toda Europa y el Cáucaso.

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