Cuando una nueva tecnología llega al mercado, siempre despierta el interés y la curiosidad entre el público. Pues bien, como medio especializado en el sector no podíamos perder la oportunidad de probar el primer auto híbrido de Kia en Colombia, así que Metrokia muy amablemente ha cedido a nuestra petición.

Hablar de un auto híbrido parece de otra época, pero ciertamente ya es una realidad. Este nuevo vehículo de la marca coreana, impulsado con un motor de gasolina y uno eléctrico, ostenta el Guinness World Record como el auto que más kilómetros ha recorrido por galón, con un total de 103,86, a través de los 48 estados contiguos de EE.UU. El pasado 12 de septiembre de 2011, esta épica marca fue verificada por un juez de la reconocida autoridad, así que sin duda son argumentos de sobra para que esta evaluación fuera un gran reto y además interesante para todo nuestro equipo.

Motorización y mecánica

Motor a gasolina: 2.4 litros, 4 cilindros, 16 válvulas, 166 caballos de potencia a 6.000 rpm, torque de 21.1 Kgf/m a 4.250 rpm.

Motor eléctrico: 30 Kw, que genera 40 caballos de potencia y un torque de 20 Kgf/m entre 0 y 1.400 rpm.

Combinación: 206 caballos de fuerza, torque de 27 Kgf/m.

El Kia Optima Híbrido utiliza una estructura de tipo TMED (Transmisión Montada en Dispositivos Eléctricos). Éste es conectado directamente a la transmisión, y está separado del motor eléctrico. Hay un embrague entre estos dos motores, y esta separación permite el modo de accionamiento eléctrico. Por esta razón se requiere un arranque adicional para encender el motor a gasolina, mientras el auto está en movimiento.

Con el objetivo de maximizar la eficiencia del motor y la economía del combustible, se han realizado cambios en la unidad motriz Theta-II 2.4 MPI. La relación de compresión es mayor, y la forma del pistón fue modificada para reducir el volumen de la cámara de combustión. A esto se suma el aumento de la temperatura de apertura del termostato a 88 ºC, con lo cual se optimiza la combustión. Además, se utiliza un resorte de válvula más liviano y el anillo del pistón es recubierto con un material de baja fricción.

Su caja de velocidad es “Transaxle” o “cambio diferencial” de 6 velocidades, en vez de la CVT, utilizada por sus competidores. Esta se encarga de transferir potencia del motor a gasolina al motor eléctrico.

El convertidor de torque automático es retirado y en su lugar se colocó el motor a gasolina, el embrague del motor eléctrico y un amortiguador torsional.

Motor Eléctrico

El motor instalado en el Kia Optima Híbrido ha logrado el mayor rendimiento en su clase con una potencia máxima de 30 Kw, que produce un torque máximo de 20 Kgf-m. El motor eléctrico híbrido es un importante componente que recibe energía de la batería y soporta la potencia del motor durante la aceleración. Se recarga la batería con energía eléctrica generada durante la desaceleración.

En el modo de vehículo eléctrico, este motor proporciona potencia de tracción necesaria para mover el vehículo sin el apoyo del motor a gasolina. En modo híbrido, el motor eléctrico apoya la potencia del motor a gasolina, y almacena energía producida durante el frenado usando el generador.

Generador de Arranque Híbrido (HSG)

El Generador de Arranque Híbrido o el ensamble HSG, permite al Kia Optima Híbrido cambiar entre el sistema de modo híbrido y vehículo eléctrico. Arranca el motor con las bielas y puede actuar como un generador cuando sea necesario, si el estado de la carga de la batería híbrida esta por debajo de un límite determinado.

Batería de Alto Voltage y BMS

El ensamble de la batería de 270 voltios es desarrollado usando la tecnología de polímero de ion-litio (lithium-ion). Para mejorar la seguridad, el ensamble utiliza un circuito de carga que apaga la corriente eléctrica en caso de exceso de carga.

Un sistema de enfriamiento con un ventilador de 12 voltios es usado para mantener la temperatura óptima de la batería, haciendo pasar el aire frio a través de la caja de la batería.

El modulo del Sistema de Gestión de la batería (BMS) se encuentra dentro de la caja de la batería y mantiene el rendimiento óptimo de la batería de alto voltaje. El BMS (Battery Management System) mide la corriente, el voltaje y la temperatura de la batería, y calcula la etapa de carga de la batería de alto voltaje. Controla el ventilador de enfriamiento de la batería para mantener la temperatura óptima de funcionamiento de la misma, y realiza el control del equilibrio de la pila que reduce al mínimo la desviación de voltaje de cada pila durante la carga y la descarga. Además, si se produce una falla del sistema, el BMS apaga el relay de alto voltaje, para proteger el sistema híbrido de alta tensión.

Adicionalmente, se utilizan dispositivos de protección activa como el “power relay assembly”, y un fusible para mejorar la confiabilidad y durabilidad.

Unidad de Control del Motor “Motor Control Unit” (MCU) oInversor

El MCU tiene la funcion de inversor, que transforma la corriente continua a corriente alterna, y al mismo tiempo una función de conversión que hace lo contrario.

El convertidor de circuitos del MCU genera corriente alterna para funcionar el motor eléctrico desde la corriente continua de la batería de alto voltaje. El convertidor de circuitos del MCU transforma la corriente alterna del motor a corriente continua para cargar la batería de alto voltaje.

- Inversión:Transforma la energía de corriente directa (DC) de la batería de Alto voltaje, en energía de corriente alterna (AC) para el funcionamiento del Motor.

- Conversión:Convierte la energía de corriente alterna (AC)a corriente directa (DC), para la carga de batería de alto voltaje.

Convertidor de bajo voltaje DC-DC (LDC)

En vehículos convencionales, un alternador es utilizado para suministrar 12 voltios de corriente para los dispositivos eléctricos y cargar la batería mientras el motor está funcionando. Pero en un vehículo eléctrico híbrido, el “LDC” transforma la energía eléctrica de la batería de alto voltaje a 12V, y suministra energía a aparatos eléctricos y la batería auxiliar.

Debido a que el “LDC” es utilizado, noy hay alternador en el HEV sin necesidad de cargar adicionalmente el motor.

- Convierte el voltaje de 270V (DC) a voltaje de 12V (DC) - Carga la batería auxiliar de 12V (El alternador es eliminado).

Compuerta de Aire Activa –“Active Air Flap” (AAF)

El Kia Optima Híbrido trae una compuerta de aire activa (active air flap) entre la parrilla del bomper delantero y el radiador. Se controla de acuerdo a las condiciones de conducción.

La compuerta de aire se cierra mientras se maneja para reducir la resistencia del aire. Cuando la temperatura del motor aumenta al límite, la compuerta de aire se abre para reducir la temperatura del mismo.

La temperatura del líquido refrigerante del motor, se acciona por medio al presionar el botón de encendido“A/C”, y de acuerdo a la velocidad del vehículo se trasmiten comunicaciones inteligentes “CAN”, que hacen abrir y cerrar la compuerta de aire ubicada en la parrilla frontal.

Sistema de Frenos Híbridos

El freno de aire que utiliza el motor a gasolina no puede ser utilizado en un vehículo híbrido impulsado por un motor eléctrico; por lo tanto, se utiliza un aumentador de presión “booster” hidráulico activo. Un simulador de pedal y el sensor del pedal de viaje, también se agregan y proporcionan una sensación de pedal para aquellos conductores acostumbrados a usar el freno ligeramente tocado en el pedal. Durante el frenado, el freno hidráulico y el freno regenerativo junto al motor eléctrico se activan simultáneamente.

Compresor Eléctrico (A/C)

Un compresor eléctrico es utilizado para asegurar el funcionamiento continuo del Aire Acondicionado “A/C”, incluso cuando el motor se detiene.

Si el interruptor del A/C es presionado, el control automático de temperatura “FATC” envía una solicitud de autorización de funcionamiento a la unidad de control del vehículo eléctrico “HCU”. El HCU transmite la señal de permiso de la función con una cantidad de energía eléctrica permitida al “FATC”. El FATC controla el compresor eléctrico dentro del rango de energía eléctrica permitida.

Tecnología para economizar combustible

El objetivo principal de desarrollar el vehículo híbrido es la reducción de las emisiones de gases y aumentar la eficiencia del combustible. En particular, la tecnología que recicla o reduce la perdida de energía durante la combustión, se utiliza para mejorar la eficiencia del combustible.

Se sabe que aproximadamente el 80% de energía se pierde en un motor de gasolina; inclusive cuando se asume una combustión completa, la mayor parte de la energía generada por el combustible en la cámara de combustión, experimenta numerosas pérdidas incurridas en el proceso, y solo una parte de la energía se utiliza para conducir el vehículo. Existen varios tipos de pérdida de energía. Algunas de las principales áreas de pérdida incluyen tubo de escape, enfriamiento, bombeo del motor, funcionamiento de diversos componentes que apoyan el motor, resistencia a la impulsión y pérdida de frenos.

En el caso de los vehículos híbridos, diversas tecnologías que reducen o reciclan esas pérdidas de energía y sus aplicaciones son las siguientes:

El torque del motor (par) y el control rpm activan el motor en condiciones de bajo consumo de combustible.

El motor se apaga cuando el vehículo se detiene (parada ralentí) para mejorar la eficiencia del combustible.

La reducción de pérdida de energía es causada por la eliminación del generador debido al convertidor de voltaje (LDC).

• Modo del Control del Sistema HEV (Vehículo Híbrido Eléctrico):

Motor de Arranque

El generador híbrido de arranque (HSG) se activa con la electricidad de la batería de alto voltaje. La correa de transmisión ligada al HSG es impulsada y el motor arranca. En caso de fracaso del HSG o rompimiento de la correa de transmisión, el motor se arranca por el motor eléctrico.

Conducción en modo eléctrico – EV

Si el estado de carga de la batería de alto voltaje es normal, solo la potencia del motor eléctrico se utiliza cuando el vehículo empieza a moverse o durante conducción de baja velocidad. Como el motor está APAGADO, la transmisión automática de presión hidráulica es generada por la bomba de aceite eléctrica. Cuando el A/C se activa, se suministra la electricidad al compresor A/C eléctrico de la batería de alto voltaje.

Conducción en motor a gasolina únicamente

Este modo utiliza solo la potencia del motor mientras se conduce. El embrague del motor está comprometido a transferir la potencia del motor a la transmisión.

Conducción del HEV Driving: (Power Assist by Engine)

En caso de aceleración repentina, el motor eléctrico se activa para apoyar la potencia del motor a gasolina y aumentar el torque.

Desempeño

Podríamos iniciar describiendo este vehículo, como un juguete innovador. Son fuertes las características con las que cuenta, y fue realmente un placer tenerlo a nuestra disposición.

Al momento de presionar el botón de encendido, nos recibió una agradable presentación en su tablero. No sentimos ninguna reacción al encenderlo, incluso creímos que no se había accionado correctamente el botón, pues es demasiado silencioso y no produjo ninguna vibración en la cabina.

El motor eléctrico fue el encargado de iniciar el recorrido. La mayor parte del tiempo, este motor trabajó por debajo de las 2.000 rpm, sin necesidad de activar el de combustión. Cuando se hizo necesaria mayor aceleración, entró a trabajar el motor a gasolina, casi sin sentirse, se encendió y respaldó sin movimientos bruscos a su compañero eléctrico.

Según los datos oficiales del auto, el motor eléctrico es capaz de trabajar solo hasta una velocidad de 100 Km/h. Claro está, esto se logra en una superficie plana, que no tenga subidas, para que trabaje independiente y no se sienta obligado a compensar la falta de potencia con el motor a combustión.

En carretera se comportó muy bien. En este punto es donde se puede apreciar la recuperación de energía, con la que se recargan las baterías del motor eléctrico. En la ciudad, aunque si se recargaron, las pilas no pasaron de la mitad de su carga. Fuera de la ciudad, en trayectos de solo bajada, la recuperación fue constante y exitosa, hasta el punto de llegar a nuestro destino con la carga casi completa. Esta energía que recuperamos se titula "cinética". Kia llama a este proceso “frenado regenerativo”, el cual tiene como función, recopilar la mayor energía posible, enviarla a las baterías y con esto darle potencia al motor para que pueda trabajar exitosamente.

La suspensión se comportó perfectamente. No se generaron ruidos molestos por la toma de ondulaciones o deformidades en el camino. La estabilidad en las curvas fue muy buena. El control de estabilidad, permitió que el auto se mantuviera rigido y dispuesto a sortear cualquier anomalía en el trayecto.

El consumo promedio de combustible que nos arrojó en ciudad, fue alrededor de 66 a 70 Km/g en ciudad. En carretera su rendimeinto fue destacado; recorrió de 72 a 75 Km/g aproximadamente. La aceleración de 0 a 100 Km/h la logró alrededor de los 11 segundos.

Según los datos técnicos, y las pruebas realizadas por el fabricante, tarda 9.2 segundos en alcanzar los 100 Km/h. Su velocidad final máxima es de 195 Km/h.

Diseño exterior

Es el claro representante de la nueva tendencia de diseño de Kia. Las líneas están perfectamente trabajadas y amoldadas en una carrocería de casi cinco metros. Es un vehículo imponente a donde llegue, incluso lo llegan a confundir con modelos de marcas de mayor prestigio, debido a sus espectaculares e innovadores atributos.

Es un auto muy robusto por donde se aprecie. Las puertas abarcan gran parte del espacio de las ventanillas, para generar una mejor aerodinámica en altas velocidades. Los estribos laterales, con un pequeño bocel cromado, complementan su estilo.

Kia ha equipado en sus modelos de gama alta, luces de xenón de un tono más claro, menos azulado. En el híbrido se destacan por su tamaño y gran luminosidad en la noche. En la parte trasera, se aprecian los espectaculares stops LED, que armonizan de gran forma y permiten una mayor visibilidad en cualquier momento del día.

Los neumáticos de 17 pulgadas son agradables y perfectamente adaptados a la necesidades del vehículo. Aunque poseen una buena ventilación, estos son un poco cerrados y estrechos, precisamente para obtener una ganancia de energía en las frenadas, para reforzar la carga de las baterías del motor eléctrico.

Diseño interior

Hablando de su interior, podemos decir que posee un nivel valioso y apreciable en la calidad de materiales. La funcionalidad de cada uno de sus aditamentos, es destacable y genera un buen impacto visual.

El tablero está dotado de una buena diversidad de colores. La luminosidad es constante, cuando el vehículo está en movimiento. Cuenta una pequeña pantalla LCD a color, que proyecta las funciones que calcula el computador abordo. Al lado izquierdo se encuentra el indicador del motor eléctrico. Este medidor, se encarga de mostrar la utilidad o la eficiencia que se tiene al momento de acelerar, es decir, mientras este se mantenga en la mitad o más abajo, el ahorro de energía es mayor y le ayuda al conductor a tener una guía en la aceleración y lo que puede estar consumiendo.

El volante esta forrado en cuero y cuenta con las siguientes funciones: los mandos del radio, el control de crucero, las opciones del computador abordo y el manejo del dispositivo móvil. Todas estas resultaron ser muy útiles y respondieron acertadamente.

El enlace entre el teléfono móvil y el auto se logró rápidamente. Por medio del Bluetooth se generó la conexión, para la recepción o emisión de llamadas. En la parte superior, de la visera del conductor, se encuentra el micrófono para complementar el proceso anterior.

El sistema de audio que maneja es magnífico. En esta versión híbrida, se decidió implementar elementos más llamativos y de mejor calidad en todo sentido. Con parlantes y varios twitters de increíble potencia, la experiencia de sonido fue más que satisfactoria. Cabe indicar, que cuenta con CD, MP3, USB y Auxiliar y la reproducción de música del dispositivo móvil, por medio del ya mencionado Bluetooth.

La funcionalidad del aire acondicionado fue sobresaliente. El climatizador automático permitió refrescar la cabina, y actuó con gran rapidez en el caso de evacuar el empañamiento. Las temperaturas (Bi-zona) tuvieron las respuestas acertadas cuando fueron necesarias.

La guantera es muy generosa. Gracias a su profundidad, permite guardar objetos de mayores proporciones.

La cojinería de cuero es confortable. En todos los puestos, se encuentra disponible el control de la calefacción de las sillas. En situaciones de bajas temperaturas, comprobamos su eficiencia. Sin mayores dificultades, generó calor rápidamente. Claro está, que el uso excesivo de esta función, consume considerablemente la batería.

En la parte trasera, específicamente en la repisa trasera (palomera), se encuentra el ducto de ventilación de las baterías del motor eléctrico. Es importante no obstruir estas rejillas, pues se generaría un recalentamiento de estas pilas.

El doble techo de cristal es otro elemento de elegancia y deportividad. Además de aportarle exclusividad, le imprime bastante luz a la cabina. Sin duda alguna, es realmente confortable.

El espacio en la parte trasera es fundamental. Con excelentes proporciones de altura y comodidad de las piernas respecto a las sillas delanteras, se obtiene la sensación de satisfacción completa.

La versión del Optima (gasolina), cuenta con un espacio en el baúl de 436 litros. Teniendo en cuenta que el Híbrido posee dos baterias de litio para impulsar el motor eléctrico, y que su batería principal se encuentra también allí, por la distribución del motor a gasolina, el espacio de este es de 280 litros. La diferencia es amplia, pero podemos decir que el espacio que dispone es aceptable.

La visibilidad en el vidrio trasero es muy reducida. Aunque se ayuda con los sensores y la cámara proyectada en la pantalla LCD táctil del panel central, es incómodo realizar el retroceso puesto que la visión es muy cerrada.

Seguridad

Considerando que es un vehículo ágil, y de una carrocería robusta, la seguridad en todos los aspectos ha sido trabajada apropiadamente.

• ABS, EBD, ESC (Control de estabilidad)
• 6 Airbags (frontales, laterales y tipo cortina)
• Sensor activo de ocupante Airbag copiloto
• Cinturones de seguridad delanteros y traseros de tres puntos
• Anclajes ISOFIX
• Sensores de reversa ultrasónicos con cámara proyectada a pantalla LCD
• Luces LED incluidas en los espejos laterales
• Apoyacabezas delanteros y traseros activos
• Barras laterales contra impacto
• Luces principales y stops LED de gran resplandor, tanto en el día como en la noche.

Se hubiera apreciado de gran forma, contar con sensores delanteros ultrasónicos. Cuando trabaja el motor eléctrico, es supremamente silencioso, y puede ser casi imperceptible a los peatones. Este sistema lo equipa el Chevrolet Volt, el cual produce un sonido, activando las luces, para percatar al peatón de que el vehículo está cerca. Cabe aclarar que esto es norma en Japón, Estados y Europa.

Equipamiento

Como ya sabemos, algunas marcas no han importado modelos con un mayor rango de prestaciones, tal vez por la principal razón, los costos que esto genera. Colombia actualmente, es un país que ha demostrado gran solidez económica en el sector. Todos los habitantes tienen el derecho de acceder y disfrutar de este tipo de detalles y sin pagar grandes cifras.

El ejemplo puntual es este Híbrido. Aunque su llegada al país va a tomar bastante tiempo, el nivel de equipamiento es alto y se nota la diferencia con el Optima que se comercializa actualmente en Colombia (más que todo en su interior).

Volviendo al tema, debemos resaltar que cuenta con un gran conjunto de válidos elementos, que hacen más placentera la conducción y la habitabilidad en el automotor.

• Control de mando a distancia (Smart Key), con detección del portador para acceder al vehículo por medio de toque del botón, ubicados en la manija de puerta principal y baúl
• Botón de encendido del auto, únicamente válido con la presencia de dicho control adentro del vehículo
• Elevavidrios cuatro puertas
• Luces de xenón
• Exploradoras
• Stops LED
• Rin de 17 pulgadas deportivo
• Doble techo de cristal – Sunroof eléctrico parte delantera
• Pantalla LCD a color en tablero
• Animación de tablero al encender el vehículo, con graduación de brillo
• Aire Acondicionado con climatizador y sistema independiente (Bi-zona)
• Doble entrada de 12 voltios
• Pantalla LCD a color en panel de instrumentos
• Asientos delanteros eléctricos
• Asientos en cuero con calefacción
• Apoyabrazos trasero con compartimiento útil con el baúl
• Sensor de lluvia
• Sensor de luces
• Control de crucero
• Sistema de sonido Infinity de alta fidelidad – CD. MP3, USB, Aux, Bluetooh
• Sistema de sincronización del dispositivo móvil – vehículo, por medio del enlace Bluetooth

Diferencias con el Optima 2.4 litros (solo gasolina) disponible en Colombia

Híbrido: Motor a gasolina 2.4 litros de 166 caballos de potencia, más 40 del motor eléctrico, igual a 206 caballos de potencia.
Gasolina: Motor 2.4 litros, 180 caballos de fuerza

1- Las luces principales cambian, respecto a la posición de las ópticas y direccionales
2- Los lavafaros de las luces
3- No cuenta con los LED diurnos, ubicados en la otra versión, arriba de las exploradoras. Este detalle es importante que se equipara, pues debido al silencioso motor eléctrico, no se detecta la presencia del auto, y estas luces ayudarían a generar una alerta visual
4- Neumáticos: Híbrido 215/55 rin 17 – Gasolina 225/45 rin 18
5- El Híbrido posee techo de cristal. Es eléctrico (sunroof) en la parte delantera
6- Stops LED con leves diferencias de diseño
7- Doble salida cromada del escape
8- Sistema de audio de alta fidelidad en el Híbrido
9- Pantalla LCD táctil a color en el Híbrido

Valoración y opinión

Ha sido un gran privilegio probar la base de los nuevos conceptos en materia ambiental y de tecnología, que tendrá el sector automotor en los próximos años.

Respecto a su llegada a Colombia y en el resto de Latinoamérica, dependerá del esfuerzo gubernamental, ya que se requiere la desgrabación de los impuestos para permitir que esta clase de vehículos puedan competir en el mercado, a un costo razonable.

El objetivo de las grandes marcas como Kia, es comenzar a incentivar el uso de esta nueva tecnología, reemplazando los tradicionales autos con motor a combustión. El gran beneficiado será el medio ambiente, ya que se utilizarán menos recursos derivados del petróleo, y las emisiones de gases se reducirán gradualmente a nivel mundial.

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