Guía X1 U11 / X2 U10 / Serie 1 F70 120i y 120d / Serie 2 F74 220i y 220d MHEV Micro Híbridos: En este post explicaremos como funcionan los 5 tipos de hibridación existentes, como funciona en los modelos de BMW con motor longitudinal y tracción trasera, en los modelos con tracción delantera, y en los enchufables, y explicaremos con más detalle los componentes de los X1 U11 / X2 U10 / Serie 2 AT U06 MHEV, Mild Hybrid o Micro Híbridos. También es válido para los Serie 1 F70 120i y 120d, y Serie 2 F74 Gran Coupe 220i y 220d. ¿Que es la hibridación?: Un vehículo híbrido es un vehículo que utiliza dos tecnologías diferentes para moverse y, hoy en dia, lo más habitual es un motor de combustión interna (ICE, Internal Combustion Engine en inglés; gasolinera, diesel o gas) y un motor eléctrico. Sobre los motores, tanto de combustión como los eléctricos, ya hemos hecho un resumen. Ahora toca hablar de como se interconectan los dos motores para mover el vehículo, y existen 5 maneras diferentes de conectar el motor eléctrico: A: El motor eléctrico está conectado al motor de combustión a través de una correa. Cuando el eléctrico gira obliga al de combustión a girar también, lo que genera pérdidas por fricción y no permite desconectar un motor del otro. La correa es un elemento débil que tiene que cambiarse cada x kilómetros. Era la hibridación más utilizada a partir de 2010. Este es la tecnologia que utilizan los Serie 3 G20 / G21 MHEV Mild Hybrid y los Serie 4 G22 / G23 / G26 equivalentes. B: El motor eléctrico está conectado directamente al cigüeñal del motor de combustión. Aunque es más eficiente que el anterior al no usar correa, también tiene pérdidas por fricción. Tampoco permite desconectar un motor del otro, el motor es más grande y más costoso de construir, pero tiene la ventaja de aumentar el par motor. C: El motor eléctrico está desacoplado del motor de combustión, pero esta integrado entre el embrague y la transmisión, ya sea por correa o por engranaje. Tiene un mayor coste de integración pero permite una mayor recuperación de la energia, y menores pérdidas que los dos anteriores. D: El motor eléctrico está conectado a través de engranajes a la transmisión, desacoplado del motor de combustión. Esta tecnología se conoce como Mild Hybrid y es de las más utilizadas actualmente. Es la que utiliza BMW para sus X1 y X2 MHEV 20i, 23i, 20d, 23d, etc., y para sus Serie 1 F70 120i y 120d, y Serie 2 F74 Gran Coupe 220i y 220d. E: El motor eléctrico está conectado a través de una malla de engranajes al eje trasero del vehículo, desacoplado del motor de combustión, y esta instalado en la transmisión del eje trasero. Esta tecnología es lo que utiliza BMW para sus modelos híbridos X1 PHEV x25e y x30e, etc. Es importante remarcar que las arquitecturas A y B no permiten la desconexión mecánica del motor eléctrico del motor de combustión. Por otro lado, las arquitecturas C, D y E desconectan el motor eléctrico del motor de combustión a través del embrague. En las configuraciones C, D y E, como el motor eléctrico esta desacoplado del motor de combustión, este necesita de un motor de arranque de 12 volts. En el caso D de los Mild Hybrid MHEV, el sistema eléctrico de 48 Volts se ha convertido en el estándar de la industria por varias razones: es relativamente sencillo de integrar en un vehículo, porque es modular, seguro y compacto, el peso de los componentes es relativamente pequeño, por lo que influye poco en el peso total del vehículo, y tiene un alto rendimiento, tanto en la reducción de consumo como en el aumento de par motor. Los X1, X2, S1 F70, S2 F74 Mild Hybrid: Son los X1 U11 / X2 U10 / Serie 2 AT U06 con tracción delantera y cajas de cambio Magna Getrag. Los X1 U11 y X2 U10 Mild Hybrid son los sDrive 20d, xDrive 20d, xDrive 23d, sDrive 20i, y xDrive 23i. También son algunos de los Serie 1 F70 y Serie 2 F74, concretamente: Los Serie 1 F70 MHEV 120i de 170 cv y 120d de 163 cv. Los Serie 2 F74 Gran Coupe MHEV 220i de 170 cv y 220d de 163 cv. Todos los modelos indicados estan equipados con el motor de combustión y, además, con un motor eléctrico EME48 de 19 CV / 14 kW Mild Hybrid y una bateria adicional de 48 V y 0,96 kWh. Los Mild Hybrid son coches de combustión “normales” a los cuales se les pone un pequeño motor eléctrico y una pequeña bateria. Funciona como un boost y cuando estas parado en un semáforo con el Start & Stop y das gas, añade potencia extra rápida mientras no entra el turbo (que tiene un retardo). También entra cuando vas por una carretera o autopista y necesitas potencia extra temporalmente, por ejemplo en un adelantamiento. Se activa automáticamente, pero también manualmente si le das a la leva Boost en caso de tenerla. El primer arranque del vehículo "en frío" siempre lo hacen el motor de arranque tradicional y la bateria de 12 V. Pero si el motor ha funcionado y está por encima de los 60 grados Celsius (140° Fahrenheit), es el sistema de 48 V el que se encarga de arrancar el vehículo. Indicaciones en pantalla: Cuando arrancas el coche por primera vez, en la pantalla de delante del volante, a la derecha de la pantalla, aparece una barra azul en la parte superior derecha, con la barra creciendo a medida que se carga la bateria de 48 V. Cuando esté cargada del todo, se traslada a la parte inferior derecha. Esta linea o barra azul es la zona donde la conducción es lo más efeciente posible. Cuando aceleras, “Power %” es el porcentaje de potencia máxima disponible, incluyendo el boost o OverBoost que proporciona la bateria de 48 V. En el caso del s20d, por ejemplo, tiene 163 CV, aunque en realidad son 150 CV de combustión y 19 CV de la bateria de 48 V. El 100% del “Power %” indica estos 163 CV, marcando la parte eléctrica (abajo), la parte de combustión eficiente (carga de la bateria de 48 V, parte central), la de combustión normal (parte central superior) y la de máxima potencia de combustión con boost o apoyo eléctrico (parte superior hasta el 100%). Como el boost solo se utiliza en momentos muy puntuales, es difícil que llegue al 100% y lo normal es que como máximo llegue 75%. Es una bateria pequeña de solo 0,96 kW, y no hay otras formas de saber en el coche si la bateria de 48 V funciona bien, si carga bien, la capacidad real, la capacidad teórica, el estado, etc., pero hay una manera de tener algo más de información y es pedir un Car Data porque sale algo más de información. Motor eléctrico EME48 Mild Hybrid: Es un motor eléctrico Mild Hybrid de 19 CV / 14 kW y 48 V, fabricado por Magna, conectado a la caja de transmisión y utilizado por todos los X1 y X2 Mild Hybrid. El motor suministra una potencia máxima de salida de 15 kW / 20 CV durante 10 segundos, y de 8 kW / 11 CV de forma continua. El par máximo es de 63 Nm. El voltaje de funcionamiento oscila entre los 230 y los 460 V, aunque el nominal es de 350 V. El motor esta conectado a la subtransmisión 2 (engranajes 2/4/6/R) de la transmisión de doble embrague, se enfría con el mismo aceite de la transmisión, puede girar a una velocidad máxima de rotación de 18.600 rpm, y esta monitorizado por un sensor de temperatura en el estator y un sensor de posición (efecto Hall). *Foto. Vista frontal y posterior del motor de 48 V. *Foto. A la izquierda se aprecia (1) la caja de cambios 7HDT400, pegado a ella en negro (2) el motor eléctrico de 48 V (EME48), (3) la bateria “convencional” AGM de 12 V, (4) el cableado de 48 V, (5) el cableado de 12 V, (6) la bateria de 48 V, y (7) la PCU48 o Unidad de Control de Potencia de 48 V (con el convertidor CC/CC). Para que sirve este motor: Según BMW, este motor proporciona las siguientes ventajas: En aceleración, el motor eléctrico apoya con hasta 14 kW / 19 CV al motor de combustión. Recuperación de hasta 15 kW / 20 CV de energia, lo que reduce el consumo. Función de Start&Stop automática a través del sistema de 48 V. Sin alternador, ya que el motor de 48 V asegura el voltaje del vehículo. Permite la carga con el vehículo parado. El motor eléctrico esta conectado directamente al motor de combustión y aislado de la salida. Reducción de CO2 gracias a la recuperación de energía y la aceleración eléctrica. Bateria del X1 / X2 Mild Hybrid: Son modelos con hibridación ligera, no enchufables y con una bateria de Iones de Litio (BATT48) de 48 V y 0,96 kWh de capacidad, ubicada en el doble fondo del maletero. Equipa todos los X1 y X2 Mild Hybrid s20i, s20d, x20d, x23d, x23i. Dicha bateria esta formada por 14 células que contienen níquel, manganeso y cobalto en el lado del ánodo y una mezcla de óxido de titanio y litio (LTO) en el lado del cátodo, aunque según otras fuentes, contienen fosfato de hierro y litio en el lado del ánodo y grafito en el cátodo. Puede funcionar entre -25 y +60 grados, y por encima de esta temperatura la potencia se reduce. A 35 grados, tiene una capacidad de 20 Ah. El rango de voltaje de funcionamiento es de entre 35/38 y 50,5/53 V, aunque el nominal es de 44/46 V, dependiendo de la subvariante. La potencia cuando se carga a 14 grados es de 16 kW, y cuando se descarga a 35 grados de 20 kW. Y debido precisamente a su alta potencia (20 kW), requiere un sistema de refrigeración. Por razones de seguridad, la bateria BATT48 tiene una función de desconexión / apagado en caso de colisión o choque del vehículo. En caso de accidente, este es detectado por el módulo de seguridad contra choques (ACSM), quien desconecta la bateria de 48 V de la bateria de 12 V. Família 61 21: 5 A64 DD1 Módulo de bateria 48 V, 1 unidad por vehículo *Foto. La bateria de 48 V de los X1 Mild Hybrid. *Foto. En el doble fondo del maletero de los X1 / X2 Mild Hybrid se distingue a la derecha (2) la bateria de 48 V (BATT48), y (1) la PCU48 o Unidad de Control de Potencia de 48 V (con el convertidor CC/CC). *Foto. En el centro, se distingue (1) la bateria de 48 V (BATT48), (2) el conector negativo de 48 V, (3, 5, 7) el positivo de 48 V, a la derecha (4) la PCU48 o Unidad de Control de Potencia de 48 V (con el convertidor CC/CC), y a la izquierda (6) el motor eléctrico de 48 V (EME48). Para que todo funcione, se necesita una Unidad de Control de Potencia de 48 V (PCU48). Esta unidad también es un convertidor CC/CC (para simplificar diremos que es un transformador de Corriente Continua de 48 V a 12 V), y la PCU48 suministra energía del sistema de 48 V al sistema de 12 V. El rango de voltaje de entrada de la PCU48 es de entre 24 y 58 V, y el de salida de entre 6 y 16 V. Tiene una potencia de 3,6 kW, una potencia máxima (durante 10 segundos) de 4,4 kW, una eficiencia del 96%, y puede funcionar entre -40 y +80 grados, pero debido a su alta potencia también necesita refrigeración. *Foto. (1) La PCU48 o Unidad de Control de Potencia de 48 V, (2) conector de 8 pines, (3) entrada y salida del líquido refrigerante, (4, 5, 6) conectores de 1 pin. Versión 01/05/2025 Saludos. Archivo Guía X1/X2 Micro Híbridos.pdf
Hola, He añadido una explicación sobre los 5 tipos de hibridación existentes, he aclarado que los BMW Mild Hybrid con motor longitudinal y tracción trasera utilizan la hibridación Tipo B, que los modelos Mild Hybrid con tracción delantera utilizan la hibridación Tipo D y que los modelos Híbridos enchufables utilizan la hibridación Tipo E. Saludos.
