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La solución de 1126 kilómetros: por qué Ford mató la F-150 eléctrica

Ford ha terminado oficialmente la producción de la F-150 Lightning, reemplazándola con un vehículo eléctrico de rango extendido (EREV) con un generador de gas y más de 1126 kilómetros de rango. Analizamos la física detrás de por qué falló el remolque puramente eléctrico y por qué los EREV son el futuro inevitable de los camiones de trabajo.

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Traducción automática

Este artículo fue traducido automáticamente del original en inglés. Leer el original en inglés

Una camioneta Ford F-150 futurista remolcando una carga pesada en un entorno desértico, con una superposición esquemática que muestra un tren motriz de batería y generador de gas.

El experimento ha terminado. Después de años de intentar convencer a los propietarios de camionetas de que detenerse cada 100 millas para cargar cuando remolcar cargas pesadas era “parte de la aventura”, Ford oficialmente desconectó la F-150 Lightning totalmente eléctrica.

En un giro sorprendente anunciado esta semana, los funcionarios de Ford confirmaron que, si bien la placa de identificación Lightning puede sobrevivir, la arquitectura puramente de vehículo eléctrico de batería (BEV) está siendo descartada. Su sucesor será un Vehículo eléctrico de autonomía extendida (EREV): un camión impulsado por motores eléctricos pero que lleva un generador de gas a bordo para recargar la batería sobre la marcha.

¿La promesa? 700 millas de alcance total y remolque “sin compromisos”.

“Los clientes típicos pasarán nueve de cada diez días sólo con electricidad”, explicó un ejecutivo de Ford. “Podrá remolcar con una autonomía ilimitada, lo cual es importante para los propietarios de camiones”.

Esto no es sólo un cambio de producto; es una concesión a la física. He aquí por qué Ford no tuvo más remedio que recuperar el tanque de gasolina.

La física del fracaso: por qué los camiones eléctricos puros no pueden remolcar

Para entender por qué el Lightning falló como camión de trabajo, hay que analizar el problema de la densidad de energía.

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Los turismos se benefician de la aerodinámica. Los camiones no. Cuando se acopla un remolque de caja de 7,000 lb a un camión, la resistencia aerodinámica se convierte en la fuerza dominante que consume energía, y a menudo duplica o triplica el consumo a velocidades de autopista.

Las matemáticas de la densidad de energía

  • Gasolina: ~\12.000 Wh/kg
  • Batería de iones de litio: ~250 Wh/kg

La gasolina tiene casi 50 veces más densidad energética en peso que las baterías actuales. En un automóvil de uso diario, esto no importa mucho porque la energía necesaria para mover un elegante sedán 30 millas es baja. Pero arrastrar un ladrillo a través del viento requiere una producción de energía masiva y sostenida.

Cuando una F-150 Lightning estándar remolca una carga sustancial, su alcance cae de 320 millas a aproximadamente 100-120 millas. Para un contratista o alguien que remolca un bote hacia el lago, esta ansiedad por el alcance funcional hace que el vehículo sea inútil.

Para lograr un alcance de remolque “real” de 300 millas con un vehículo eléctrico puro, Ford necesitaría esencialmente duplicar el tamaño de la batería a más de 250 kWh. Esto sería:

  1. Agregue miles de libras de “peso parásito” (peso que consume energía sólo para moverse).
  2. Aumentar el precio del camión por encima de los $100.000.
  3. Reducir la capacidad de carga útil a casi cero.

La solución EREV: ¿Lo mejor de ambos mundos?

La nueva estrategia de Ford refleja la Ram 1500 Ramcharger, que recientemente debutó con una arquitectura similar. Este no es un híbrido tradicional.

En un híbrido tradicional (como un Prius o un F-150 PowerBoost), el motor de gasolina se conecta mecánicamente a las ruedas. En un EREV, el motor de gasolina actúa únicamente como generador (grupo electrógeno). No existe ningún vínculo mecánico entre el motor y las ruedas.

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Cómo funciona

  1. Accionamiento eléctrico: Las ruedas siempre giran mediante motores eléctricos de alto torque, lo que preserva el torque instantáneo y la suave experiencia de remolque de un vehículo eléctrico.
  2. La batería: una batería más pequeña (probablemente de 90 a 100 kWh en lugar de 131 kWh) proporciona entre 100 y 150 millas de autonomía eléctrica pura para tareas diarias como desplazamientos o desplazamientos en el lugar de trabajo.
  3. El generador: cuando la batería cae por debajo de un cierto umbral (o cuando se activa el “Modo de remolque”), un motor de gasolina gira para generar electricidad, alimentando los motores directamente o recargando la batería.

Esta arquitectura resuelve los dos mayores problemas de los camiones eléctricos: Costo y Alcance de remolque.

Al reducir el tamaño de la batería, Ford ahorra aproximadamente entre 10.000 y 15.000 dólares de la lista de materiales. Luego reemplazan ese costo con un motor de combustión interna barato y producido en masa. El resultado es un camión que se conduce como un vehículo eléctrico pero que funciona como un diésel cuando necesita funcionar.

El pivote del “Proyecto T3”

Durante años, Ford promocionó el “Proyecto T3” (Confíe en el camión) como su “Millennium Falcon”, una plataforma futurista y dedicada a vehículos eléctricos. Ahora parece que T3 se ha transformado en esta plataforma EREV o ha sido usurpada por ella.

Este giro reconoce una dura verdad: La tecnología de las baterías no está mejorando lo suficientemente rápido como para superar la densidad energética de la gasolina para el transporte pesado.

Si bien las baterías de estado sólido prometen 500 Wh/kg en el laboratorio, faltan años para su producción en masa a escala automotriz. Ford no puede permitirse el lujo de perder el mercado de camionetas frente a Ram o Silverado EV de GM (que por ahora se apega a baterías masivas) mientras espera un avance en física.

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La competencia: Ram tenía razón

Ford está admitiendo efectivamente que la empresa matriz de Ram, Stellantis, tomó la decisión correcta antes. La Ram 1500 Ramcharger anunciada el año pasado utiliza exactamente la misma arquitectura que Ford está adoptando ahora, y las especificaciones brindan una vista previa de cómo se verá la nueva F-150.

  • Especificaciones del cargador Ram:
  • Batería: 92 kWh (refrigerada por líquido)
  • Generador: Pentastar V6 de 3,6 L (potencia sostenida de 130 kW)
  • Alcance: 690 millas en total (145 eléctricas + 545 a gasolina)
  • Remolque: 14,000 libras

Si Ford apunta a “más de 700 millas”, claramente están tratando de superar la cifra de 690 millas de Ram. Idealmente, Ford usará una configuración similar, tal vez combinando una batería de ~90 kWh con un motor de alta eficiencia como el EcoBoost de 2.3L o una variante de aspiración natural optimizada exclusivamente para la generación de energía en estado estable.

La diferencia fundamental aquí es el tamaño del generador. El generador de 130 kW del Ramcharger es lo suficientemente potente como para mantener la velocidad de la autopista mientras se remolca, incluso si la batería está agotada. Esta es la “salsa secreta” de un EREV de remolque: el motor de gasolina debe ser lo suficientemente grande para soportar la carga continua, no sólo la carga promedio.

La trampa de la “inflación de rango”

Este cambio también pone de relieve una creciente comprensión de la industria sobre “Range Bloat”. Para que una camioneta EV pura remolque 300 millas, necesita una batería de aproximadamente 200+ kWh (como el paquete proyectado de la Chevy Silverado EV).

Se trata de una enorme ineficiencia en la asignación de recursos. Una batería de 200 kWh consume suficiente litio, cobalto y níquel para construir:

  • Dos EREV estilo Ramcharger (90 kWh cada uno).
  • Cuatro Model 3 estándar (50 kWh cada uno).
  • Cien híbridos suaves (2 kWh cada uno).

Al colocar una batería de 200 kWh en un solo camión que sólo utiliza el 10% de esa capacidad para la conducción diaria, la industria técnicamente está desperdiciando el limitado suministro de baterías del mundo. Podría decirse que el enfoque EREV es más sostenible para esta clase de vehículos: electrifica el 95% de las millas recorridas (el viaje diario) sin cargar miles de libras de capacidad de batería de “peso muerto” que sólo se necesita para el viaje anual por carretera.

La verificación de la realidad de $19 mil millones

El pivote tiene un precio elevado. Ford anunció una posible amortización de $19.500 millones relacionada con sus inversiones en vehículos eléctricos. Se trata de admitir que el capital invertido en plantas puramente BEV y fábricas de baterías se asignó mal en función de curvas de adopción demasiado optimistas.

Sin embargo, el mercado de valores a menudo recompensa este tipo de “romper la curita”. Al reducir las pérdidas en un producto que los consumidores no estaban comprando (el EV Lightning puro) y pasar a un producto que comprarán (un EREV de 700 millas), Ford está alineando su ingeniería con las billeteras de sus clientes.

¿Es este el fin de las camionetas eléctricas puras?

No necesariamente, pero es el fin del camión eléctrico puro de uso general.

Las camionetas eléctricas pequeñas y de estilo de vida (como la Rivian R1T para acampar o la Cybertruck para… cualquier cosa que hagan los propietarios de Cybertruck) utilizarán arquitecturas BEV puras porque sus propietarios rara vez remolcan cargas pesadas durante 500 millas.

Pero para el segmento de “camiones de trabajo”, el núcleo del negocio de Ford, el EREV es la solución de ingeniería superior. Desacopla la generación de energía (gas) de la entrega de energía (motores eléctricos), permitiendo que el motor funcione constantemente a sus RPM de máxima eficiencia, en lugar de acelerar con el tráfico.

La decisión de Ford de prometer “700 millas” es un golpe directo a la ansiedad por el alcance que acabó con el primer Lightning. Al mantener la propulsión eléctrica pero recuperar el tanque de combustible, Ford apuesta a que a los compradores de camionetas no les importa tanto “salvar el planeta” como llegar al campamento sin detenerse durante una hora en un estacionamiento de Walmart.

Es casi seguro que tienen razón.

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Fuentes

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