Ford Ecostar

El Ford Ecostar es una furgoneta de reparto experimental de propulsión eléctrica de pequeño tamaño que fue construida por el equipo del programa VCC110 en Dearborn, Michigan. Una batería de sodio y azufre en el piso del área de carga almacenaba energía para un motor eléctrico de 75 caballos de fuerza (56 kW) debajo del capó delantero. El Ecostar introdujo el logotipo de la carretera y la hoja que ahora se usa en varios productos Ford.

Se fabricaron un poco más de 100 Ecostars, que se utilizaron en pruebas de flota entre 1992 y 1996, con un recorrido colectivo de más de 1.609.344 km. El Ecostar recorrió una media de 151 km con una carga completa y demostró una autonomía de 249 km en una prueba. Sin embargo, en varias ocasiones la batería se incendió durante el uso. Por esta y otras razones, Ford perdió el interés en la batería de sodio y azufre y se dedicó a los conceptos de pila de combustible .

El nicho de producto parecía ser útil y dio lugar a una serie de diseños similares. Si bien el Citroën Berlingo électrique de 1998 era casi idéntico en rendimiento y autonomía, simplemente reemplazó al antiguo C15 électrique de 1991. Ford también está volviendo a ingresar al mercado con una versión eléctrica del Transit Connect .

Ford desarrolló la tecnología de baterías de sodio y azufre en 1965, ^[1] pero no continuó desarrollándola para uso comercial. Posteriormente, su desarrollo se retomó en Europa.

El Ecostar experimental se introdujo para ayudar a desarrollar todos los aspectos del diseño de vehículos eléctricos, incluida la ingeniería, el desarrollo de proveedores y el desarrollo del mercado. En 1992 se completó un "prototipo de los prototipos" con baterías de plomo-ácido, que ofrecía una autonomía de 48 km (30 mi); los modelos futuros planificados incluirían la nueva tecnología de baterías, lo que proporcionaría una autonomía estimada de 160 km (100 mi). Luego siguieron varios modelos similares que se prestaron para pruebas de conducción con resultados favorables. ^[2]

Un total de 80 ^[1] a 105 ^[3] "prototipos de producción" Ecostars propulsados ​​por azufre se construyeron a mano a partir de 1993, y se utilizaron en pruebas de flotas con varios clientes de servicios eléctricos a partir del año siguiente, ^[4] incluidos Southern California Edison , Pacific Gas & Electric , Allegheny Power , Commonwealth Edison , Detroit Edison y el Departamento de Energía de los Estados Unidos . ^[3] En ese momento, el costo de la batería era de unos significativos 46 000 dólares estadounidenses (equivalentes a 97 000 dólares en 2023), ^[5] y la batería tenía una vida útil de aproximadamente un año calendario. ^[6] Sin embargo, los vehículos se construyeron a mano a un costo de 250 000 dólares, por lo que el costo de la batería no era representativo de una versión de producción. ^[7] El costo total de un contrato de arrendamiento de 30 meses fue de 100 000 dólares estadounidenses (equivalentes a 206 000 dólares en 2023). ^[5]

Las pruebas duraron 30 meses. Durante el período de prueba, hubo problemas con el sistema, incluidos dos vehículos que estallaron en llamas mientras se cargaban. ^{[5] [8]} El azufre en la batería era inflamable, lo que representaba un grave riesgo para la seguridad. La causa principal de los incendios fue la fuga de azufre, que corroía las conexiones entre las celdas. Estas conexiones corroídas aumentaron la resistencia y el calor resultante fue suficiente para derretir las celdas circundantes y provocar una reacción en cadena. El equipo del programa pudo introducir una solución alternativa que permitió concluir las pruebas, pero los futuros vehículos eléctricos de Ford durante los próximos cinco años tendrían que depender de la antigua batería de plomo-ácido. ABB presentó una nueva versión de la batería, pero no estaba dispuesta a garantizar el rendimiento más allá de un año. ^[6]

A finales de 1997, Ford anunció una asociación con Daimler-Benz y Ballard Power Systems para introducir pilas de combustible preparadas para automóviles , ^[9] y sus experimentos con baterías de sodio y azufre terminaron.

El chasis del Ecostar se basaba en el Escort Van producido por la fábrica Halewood Body & Assembly de Ford en las afueras de Liverpool . Se trataba básicamente de un Escort Mk V europeo con un área de carga elevada que formaba una furgoneta de dos puertas . Totalmente equipado, pesaba 1406 kg (3100 libras). ^[3]

Una parte importante de ese peso era su batería de sodio-azufre de 780 libras (354 kg) , que almacenaba 37 kWh. ^[3] Utilizando el Programa Federal de Conducción Urbana, esto le dio al Ecostar una autonomía de 100 millas (161 km). ^[3] La tecnología de sodio-azufre fue inventada por Ford en la década de 1960, ^[10] pero la batería del Ecostar fue construida por ABB Group en Heidelberg, Alemania . ^[3] La batería funciona a una tensión nominal de 331 V. En la batería de sodio-azufre del Ecostar, hay 480 celdas individuales, cada una contenida en una lata de aluminio de 1,5 pulgadas (38 mm) de diámetro y 18 pulgadas (460 mm) de largo. ^[5] Para que la batería funcionara, tenía que mantenerse a una temperatura de 600 °F (316 °C), lo que mantiene el azufre fundido. ^[10]

Para evitar la pérdida de calor y aislar la cabina del calor, la batería se almacenó dentro de un termo de acero inoxidable de doble pared . Esto le permitió mantener su temperatura durante la noche y durante el clima frío, cuando las baterías tradicionales son menos sensibles. ^[10] Se requieren aproximadamente 200 W para mantener la batería a temperatura de funcionamiento. ^[5] El contenedor de la batería se montó debajo del piso del área de carga, lo que le dio al vehículo un centro de gravedad bajo que le da un manejo agradable. ^[10] Sin embargo, una queja fue la falta de dirección asistida . ^[11]

La batería suministraba energía a un motor eléctrico de tracción de corriente alterna trifásica ubicado debajo del capó en el área normalmente utilizada para el motor de gasolina. El motor entregaba solo 75 hp (56 kW), poco para un vehículo de este tamaño, pero hasta 143 lb⋅ft (194 N⋅m) de torque , típico de un motor de gasolina mucho más potente. Este era un mejor torque que el del Ford Escort GT, por ejemplo, cuyo motor de cuatro cilindros de 1.8 litros entregaba 127 hp (95 kW) pero solo 114 lb⋅ft (155 N⋅m). ^[11]

Una desventaja de la batería de sodio-azufre es su velocidad de descarga relativamente lenta, lo que limitaba la cantidad de energía que se podía extraer de la batería durante la aceleración. ^[10] Los conductores la describieron como "tranquila", mientras que Ford estimó su aceleración de 0 a 60 mph (97 km/h) en unos 16,5 segundos. ^[3] Las pruebas instrumentadas mostraron que este tiempo de aceleración era de 18 ^[11] a 25 segundos. ^[5] Aunque es lenta para los estándares de los automóviles, es similar a otras pequeñas furgonetas de reparto europeas de la época, como la Volkswagen Eurovan . ^[3]

Mientras circulaba, el motor consumía solo 8 kW para mantener la velocidad, ^[12] aproximadamente 11 hp. Esto habla de la eficiencia motor-rueda del tren de transmisión eléctrico, así como de los neumáticos de baja resistencia de 50 psi. ^[11] Sin embargo, las autonomías largas citadas se referían solo a la conducción, no a los sistemas accesorios. Estos añadían considerablemente a la carga; el calentador eléctrico consumía 5 kW y el aire acondicionado 6 kW. ^[12] En la conducción en el mundo real, el uso de cualquiera de los dos afectaría significativamente la autonomía.

• Ford presentó el vehículo eléctrico Transit Connect , similar al Ecostar, en 2010.
• Ford también fabricó una versión eléctrica de la camioneta Ford Ranger en 1995 y 1998 y vendió o alquiló casi 2.000 de estos vehículos.