El Ford Ecostar es una pequeña furgoneta de reparto experimental con propulsión eléctrica construida por el equipo del programa VCC110 en Dearborn, Michigan. Una batería de sodio-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 carretera y hoja que ahora se utiliza en varios productos Ford.
Se produjeron poco más de 100 Ecostar y se utilizaron en pruebas de flotas entre 1992 y 1996, con más de 1.609.344 km (1.609.344 km) recorridos en conjunto. El Ecostar promedió 94 millas (151 km) con una carga completa y demostró un alcance de 155 millas (249 km) en una prueba. Sin embargo, en varias ocasiones la batería se incendió durante su uso. Por esta y varias otras razones, Ford perdió interés en la batería de sodio-azufre y recurrió a conceptos de celdas de combustible .
El nicho del producto parecía útil y ha dado lugar a varios 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 vuelve a entrar en el mercado con una versión eléctrica de la Transit Connect .
Ford desarrolló la tecnología de baterías de sodio-azufre en 1965, [1] pero no continuó desarrollándola para uso comercial. Posteriormente, el desarrollo se reanudó 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, lo que dio un alcance de 48 km (30 millas); Los futuros modelos planificados incluirían la nueva tecnología de batería, proporcionando un alcance estimado de 160 km (100 mi). Siguieron varios modelos similares que fueron prestados para pruebas de manejo con resultados favorables. [2]
Un total de 80 [1] a 105 [3] Ecostars propulsados por azufre "prototipos de producción" se construyeron a mano a partir de 1993 y se utilizaron en pruebas de flota con varios clientes de servicios eléctricos a partir del año siguiente, [4] incluido el sur de California. Edison , Pacific Gas & Electric , Allegheny Power , Commonwealth Edison , Detroit Edison y el Departamento de Energía de Estados Unidos . [3] En ese momento, el costo de la batería era de unos significativos 46.000 dólares estadounidenses (equivalente a 97.000 dólares en 2023), [5] y la batería tenía una vida útil de aproximadamente un año calendario. [6] Sin embargo, los vehículos fueron construidos a mano a un costo de $250,000, por lo que el costo de la batería no era representativo de una versión de producción. [7] El costo total de un arrendamiento de 30 meses fue de 100.000 dólares estadounidenses (equivalente 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 cargaban. [5] [8] El azufre de la batería era inflamable, lo que suponía un grave riesgo para la seguridad. La causa fundamental 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 fundir las células circundantes y provocar una reacción en cadena. El equipo del programa pudo introducir una solución que permitió concluir las pruebas, pero los futuros vehículos eléctricos Ford durante los próximos cinco años tendrían que depender de la batería de plomo-ácido más antigua. 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 listas para los automóviles , [9] y sus experimentos con las baterías de sodio-azufre terminaron.
El chasis del Ecostar se basó en el Escort Van producido por la fábrica Halewood Body & Assembly de Ford en las afueras de Liverpool . Se trataba esencialmente de un Escort Mk V europeo con un área de carga elevada que formaba una furgoneta de dos puertas . Totalmente equipado, pesaba 3100 libras (1406 kg). [3]
Una parte importante de ese peso era su batería de sodio-azufre de 354 kg (780 libras) , 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 el Grupo ABB en Heidelberg, Alemania . [3] La batería funciona a 331 V nominales. En la batería de sodio-azufre del Ecostar, hay 480 celdas individuales, cada una contenida en una lata de aluminio de 38 mm (1,5 pulgadas) de diámetro y 460 mm (18 pulgadas) de largo. [5] Para que la batería funcionara, debía mantenerse a una temperatura de 600 °F (316 °C), que mantiene el azufre fundido. [10]
Para evitar la pérdida de calor y aislar la cabina de su 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 responden menos. [10] Se requieren aproximadamente 200 W para mantener la batería a la 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 otorga un manejo agradable. [10] Una queja, sin embargo, fue la falta de dirección asistida . [11]
La batería suministraba energía a un motor de tracción eléctrico de corriente alterna trifásico situado bajo el capó en la zona habitualmente utilizada para el motor de gasolina. El motor entregaba sólo 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 par mejor que el del Ford Escort GT, por ejemplo, cuyo motor de cuatro cilindros y 1,8 litros entregaba 127 hp (95 kW) pero solo 114 lb⋅ft (155 N⋅m). [11]
Un inconveniente de la batería de sodio-azufre es su velocidad de descarga relativamente lenta, que limitaba la cantidad de energía que podía extraerse de la batería durante la aceleración. [10] Los conductores lo describieron como "tranquilo", mientras que Ford estimó su aceleración de 0 a 60 mph (97 km/h) en aproximadamente 16,5 segundos. [3] Las pruebas instrumentadas mostraron que este tiempo de aceleración era de 18 [11] a 25 segundos. [5] Aunque es lento para los estándares de los automóviles, es similar a otras pequeñas furgonetas de reparto europeas de la época, como la Volkswagen Eurovan . [3]
Mientras navegaba, el motor utilizaba sólo 8 kW para mantener la velocidad, [12] unos 11 hp. Esto habla de la eficiencia del motor a la rueda del tren motriz eléctrico, así como de los neumáticos de baja resistencia de 50 psi. [11] Sin embargo, los rangos citados durante mucho tiempo se referían únicamente a la conducción, no a los sistemas accesorios. Estos aumentaron considerablemente la carga; la calefacción eléctrica consumía 5 kW y el aire acondicionado , 6 kW. [12] En la conducción en el mundo real, el uso de cualquiera de los dos tendría un impacto significativo en el alcance.