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FCEV

(Vehículo eléctrico de pila de combustible)
La innovadora tecnología de movilidad limpia

¿Cree que los coches pueden producir energía y utilizarla para ayudar al medio ambiente al mismo tiempo? El vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV) es un vehículo que no contamina que funciona con energía eléctrica generada por el hidrógeno a alta presión almacenado en el vehículo y el aire de la atmósfera. Utiliza hidrógeno como fuente de energía para generar electricidad a partir del sistema de pila de combustible. No solo emite agua pura (H2O) en el proceso de generación de electricidad, sino que también elimina el polvo ultrafino de la atmósfera durante el funcionamiento, lo que le convierte en un candidato perfecto para futura movilidad ecológica. Teniendo en cuenta el hecho de que el hidrógeno como combustible es inagotable en la Tierra y que el proceso de producción de energía es ecológico, la tecnología tiene el potencial de utilizarse en toda la industria.

FUTUROVisión de FCEV para 2030

Establecer los estándares globales de movilidad limpia

En una sociedad del hidrógeno, los FCEV son algo más que simples vehículos ecológicos. Las pilas de combustible de hidrógeno montadas en los FCEV requieren un rendimiento estable, durabilidad robusta y gran potencia, por lo que ofrecen una oportunidad para que los fabricantes de automóviles prueben nuevas tecnologías. También desempeña un papel importante en la promoción del crecimiento de industrias relacionadas como la energía, el acero, la química y los nuevos materiales necesarios para la infraestructura, considerando que el hidrógeno que requieren los FCEV se almacena infinitamente y el proceso de producción es ecológico.

Hyundai Motor Group ha estado desarrollando tecnologías relacionadas a través de la producción en cadena de FCEV por primera vez en el mundo en 2013 y ha revelado constantemente una serie de conceptos de FCEV. La compañía desarrolló y suministró continuamente autobuses de hidrógeno a través de la colaboración con los gobiernos federal y local. Además, Hyundai Motor Group fabricó en cadena camiones de hidrógeno de gran tamaño por primera vez en el mundo y los exportó a Europa. En el futuro, Hyundai Motor Group planea utilizar pilas de combustible de hidrógeno en la Movilidad Aérea Urbana (UAM), grandes barcos y ferrocarriles. El fabricante de automóviles está creando activamente infraestructuras de carga de hidrógeno para expandir el mercado de los FCEV.

TECNOLOGÍATecnología central de los FCEV

Principios básicos de los FCEV

Un FCEV funciona con electricidad generada a partir de las reacciones electroquímicas entre el hidrógeno dispensado en los depósitos de hidrógeno del FCEV y el oxígeno. Debido a que el FCEV funciona con electricidad generada a partir de reacciones electroquímicas entre el hidrógeno y el oxígeno, el único subproducto es agua pura destilada.

TECNOLOGÍA CLAVE1. Sistema de pila de combustible: el corazón de un FCEV

El sistema de pila de combustible funciona como un motor de combustión de los motores de combustión interna (ICE, Internal Combustion Engine). Un dispositivo que genera la electricidad necesaria para conducir también se denomina “batería terciaria”. Las pilas de combustible convierten la energía térmica en energía eléctrica mediante la reacción química entre el oxígeno y el hidrógeno. Esta energía eléctrica generada es el resultado de una reacción química pura que, a diferencia de los combustibles fósiles, no produce emisiones, como el dióxido de carbono. Existen varios tipos de sistemas de pila de combustible, como PEMFC, SOFC y MCFC, en función del tipo de combustible o material utilizado en el sistema. El sistema consta de una acumulación de pilas de combustible, un sistema de suministro de hidrógeno, un sistema de suministro de aire y un sistema de enfriamiento térmico.

1. Acumulación de pilas de combustible

Una acumulación de pilas de combustible de un FCEV es uno de los compartimentos más esenciales (y más costosos) porque los FCEV necesitan generar su propia electricidad utilizando un sistema de acumulación de pilas de combustible que utiliza una reacción química entre el hidrógeno almacenado y el oxígeno atmosférico. Las acumulaciones de pilas de combustible constan de cientos de pilas, y cada pila consta de una membrana de electrolito y un catalizador, un electrodo de combustible y un electrodo de aire.

2. Sistema de suministro de hidrógeno

Para generar energía eléctrica eficiente para acumulaciones de pilas de combustible, es necesario un determinado dispositivo. El sistema de suministro de hidrógeno es responsable de transferir el hidrógeno almacenado de forma segura en el depósito de hidrógeno de alta presión a baja presión y trasladarlo a la acumulación de pilas de combustible. También mejora la eficiencia del suministro de hidrógeno a través de la línea de recirculación.

3. Sistema de suministro de aire

El oxígeno necesario para reaccionar con el hidrógeno se extrae de la atmósfera. Dicho aire aspirado al FCEV pasa a través de un sistema de purificación de aire que lo limpia de partículas y otras materias no deseadas, dejando aire más limpio. Esto es necesario para mantener la acumulación de células libre de contaminantes.

4. Sistema de enfriamiento térmico

Los sistemas de pila de combustible requieren un sistema de enfriamiento térmico para gestionar la temperatura de la acumulación de pilas de combustible. Esto sirve para evitar que la membrana de electrolito dentro de la acumulación de pilas de combustible se exponga a altas temperaturas, ya que eso limitaría el rendimiento y la vida útil óptimos.

El reglamento técnico global (GTR, Global Technical Regulation) se revisa periódicamente para garantizar la seguridad del FCEV en el ámbito internacional. Todos los mercados con FCEV tienen o están desarrollando normativas y leyes de seguridad localizadas basadas en estándares internacionales. Por lo general, incluyen especificaciones para garantizar la seguridad eléctrica y la seguridad del hidrógeno. Hyundai Motor Group cumple de manera estricta todos los estándares y normativas a través de pruebas y evaluaciones muy exigentes. El sistema de pila de combustible del NEXO, por ejemplo, se ofrece con una garantía de durabilidad de 160 000 km durante 10 años, pero Hyundai Motor Group estableció estándares de ingeniería que superan con creces esa garantía.

2. Depósito de hidrógeno: el sistema de almacenamiento de energía seguro y duradero

El sistema de almacenamiento para hidrógeno a alta presión también sería importante. El hidrógeno tiene una densidad baja por volumen, por lo que se necesita mucho espacio para almacenarlo. El gas hidrógeno se presuriza a aproximadamente 700 bares de presión y se almacena en un depósito. La seguridad y fiabilidad de los depósitos de combustible de hidrógeno con respecto a su almacenamiento a alta presión se han diseñado y probado minuciosamente, logrando un nivel suficiente de seguridad. El depósito de hidrógeno de Hyundai Motor Group está elaborado con plásticos reforzados con fibra de carbono y la superficie interior del depósito de combustible de hidrógeno está fabricada con un revestimiento delgado de poliamida (nailon) que minimiza la permeación del hidrógeno. El NEXO alberga tres depósitos de combustible de hidrógeno en total para maximizar el espacio de carga, que es el primero en el mundo.

3. Motor: de la energía eléctrica a la energía cinética

Un motor convierte la electricidad de las acumulaciones de pilas de combustible y la batería en energía cinética; y una idea de ahorro de energía se aplica cuando el automóvil está reduciendo su velocidad, culminando en el llamado “sistema de frenado regenerativo”. Después, el sistema almacena la energía eléctrica nuevamente en la batería de alto voltaje, lo que mejora el ahorro de combustible.

HISTORIALa historia del desarrollo de FCEV

1998Se inició el desarrollo de los FCEVFundación de la unidad de desarrollo de pilas de combustible
2000Desarrollo del primer vehículo de pila de combustible de Hyundai Motor CompanyDesarrollo del vehículo de pila de combustible con base en SANTA FE
2004Desarrollo de la acumulación de pilas de combustible
2005Localización de sistemas de pila de combustibleDesarrollo de un sistema de pila de combustible interno y un nuevo FCEV con una autonomía de 384 km por carga
2010Inicio del desarrollo del modelo FCEV de producción en cadenaComercialización con modularización de componentes centrales y uso de piezas comunes
2013Producción en cadena del primer FCEV del mundoLanzamiento de la pila de combustible TUCSON ix producida en cadena
2018Estreno mundial del FCEV de próxima generación en CES 2018Presentación del FCEV NEXO de próxima generación
2019Hyundai Motor Group anuncia FCEV Vision 2030La hoja de ruta a largo plazo de Hyundai Motor Group tiene como objetivo establecer una capacidad de producción anual de 500 000 FCEV para 2030
2020Producción en cadena del primer camión comercial de pila de combustible
2020Establecimiento del ecosistema FCEV en EuropaExportación de 10 camiones Xcient a Suiza
2025Planes para suministrar 1600 camiones FCEV de gran tamaño
2030Establecimiento del objetivo de fabricar 500 000 unidades de FCEV anualmente

CARTERAFCEV de Hyundai NEXO

Presentado en 2018, el Hyundai FCEV Nexo cuenta con tecnología avanzada desarrollada por Hyundai Motor Group y puede presumir del mejor rendimiento entre los otros FCEV actuales disponibles.

Rendimiento de conducción aún más inteligente

NEXO ofrece una autonomía excepcional de 611 km (certificada en EE. UU.) y una capacidad de repostaje de 5 minutos (6,33 kilogramos de hidrógeno por minuto). Además, Hyundai Motor Group cuenta con características de tecnología avanzada como asistencia a la conducción (ADAS, Driving Assist), asistencia para estacionamiento inteligente remoto (RSPA, Remote Smart Parking Assis) y asistencia para permanecer en el carril (LFA, Lane Retention Assist).

La máxima seguridad en caso de colisión

Nexo cuenta con un depósito de combustible de hidrógeno de tres capas, que incluye fibra de carbono de alta resistencia, y está controlado por varios dispositivos de seguridad. NEXO llamó la atención al obtener la primera calificación general máxima de cinco estrellas de Euro NCAP, el programa europeo de evaluación del rendimiento de la seguridad del automóvil.

El primer FCEV comercial producido en cadena del mundoXCIENT Fuel Cell

Hyundai Motor Group ha ampliado su línea de vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) para incluir automóviles comerciales; la compañía ha presentado Xcient Fuel Cell, la primera línea de camiones de pila de combustible de altas prestaciones producida en cadena del mundo. Desde su fabricación en 2020 y su exportación a Suiza, está desempeñando un papel vital en los FCEV comerciales europeos. Pero los esfuerzos de Hyundai Motor Group no terminan aquí con una mera producción; también ha participado en el desarrollo de la naciente infraestructura de FCEV en Europa, cooperando con numerosas firmas de soluciones de hidrógeno, plantas de energía, estaciones de carga y cadenas logísticas minoristas de Suiza.