CAPITULO I 1. CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA 1.1....

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1 CAPITULO I 1. CONTEXTUALIZACIÓN DEL PROBLEMA 1.1. Antecedentes La Carrera de Ingeniería en Mantenimiento automotriz de la Universidad Técnica del Norte ha realizado investigaciones por parte de los estudiantes, tanto de los que ingresan a esta carrera como de los cursos superiores aumentando los conocimientos básicos relativos a contenidos y actitudes de los diferentes bloques de experiencias de los estudiantes, así como la coordinación teórico-práctico imprescindibles para interpretar la materia. Las autoridades docentes y estudiantes mantienen relaciones de cooperación y coordinación en todos los momentos relacionados con el aprendizaje, fomentando la experiencia, habilidad, imaginación, partes claves de la formación de un buen profesional. La población universitaria se encuentra en una constante búsqueda de conocimientos tecnológicos, en especial los futuros profesionales en mecánica automotriz teniendo como misión reunir cualidades como la memoria, coordinación teórico práctica, de esta manera ser insertados a la sociedad y brindar un servicio de calidad a todas las personas que la requieran.

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    CAPITULO I

    1. CONTEXTUALIZACIN DEL PROBLEMA

    1.1. Antecedentes

    La Carrera de Ingeniera en Mantenimiento automotriz de la

    Universidad Tcnica del Norte ha realizado investigaciones por

    parte de los estudiantes, tanto de los que ingresan a esta carrera

    como de los cursos superiores aumentando los conocimientos

    bsicos relativos a contenidos y actitudes de los diferentes bloques

    de experiencias de los estudiantes, as como la coordinacin

    terico-prctico imprescindibles para interpretar la materia.

    Las autoridades docentes y estudiantes mantienen relaciones

    de cooperacin y coordinacin en todos los momentos

    relacionados con el aprendizaje, fomentando la experiencia,

    habilidad, imaginacin, partes claves de la formacin de un buen

    profesional.

    La poblacin universitaria se encuentra en una constante

    bsqueda de conocimientos tecnolgicos, en especial los futuros

    profesionales en mecnica automotriz teniendo como misin reunir

    cualidades como la memoria, coordinacin terico prctica, de esta

    manera ser insertados a la sociedad y brindar un servicio de

    calidad a todas las personas que la requieran.

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    El laboratorio de Mecnica Automotriz de la Universidad consta

    con el espacio fsico necesario y a su vez no con material didctico

    e informacin de contenidos especficos, cabe recalcar que la

    materia de mecnica en la actualidad se lo hace por medio de

    consultas en manuales tcnicos diseados por fabricantes

    automotrices, por medio del internet, y de esta manera despejar

    inquietudes nuestras y de los estudiantes que siguen nuestra

    especializacin.

    1.2. Planteamiento del problema

    En las instalaciones del Taller de Mecnica Automotriz de

    nuestra Universidad existe material didctico antiguo no aplicable

    con la tecnologa actual para el desarrollo de los conocimientos

    terico prcticos de los estudiantes.

    Debido al acelerado adelanto tecnolgico y la constante

    preocupacin por el medio ambiente ya muy contaminado por los

    vehculos de combustin interna, adems de la evolucin de la

    alimentacin de combustible desde los motores de carburador

    pasando por la inyeccin mecnica, electrnica, junto con los

    adelantos tecnolgicos cada vez ms grandes y siendo un paso

    hacia adelante en ecologa importante debido a que son el eslabn

    entre vehculos a gasolina y vehculos totalmente elctricos y se

    estn volviendo cada vez ms comunes y es por eso nuestra

    preocupacin por la problemtica que lleva consigo el estar tan

    atrasada la universidad en cuanto a esta tecnologa, tericamente y

    en medios para la prctica obsoletos dejando a los futuros

    ingenieros indefensos en el sentido del avance de la tecnologa vs

    el equipamiento del taller de aprendizaje de nuestra universidad,

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    carente de software y hardware apto para la enseanza de esta

    tecnologa

    Por esta razn los estudiantes de la carrera carecen del

    conocimiento de la tecnologa del funcionamiento del sistema de la

    batera de 220v basado en el vehculo Toyota Prius.

    1.3. Formulacin del problema

    Cmo elaborar un mdulo didctico para la enseanza del

    funcionamiento del sistema de la batera de 220v basado en el

    vehculo Toyota Prius.?

    1.4. Delimitacin.

    1.4.1. Delimitacin Espacial.

    La investigacin se realiz en la Universidad Tcnica del

    Norte, Escuela de Educacin Tcnica, especialidad de

    Ingeniera en Mantenimiento Automotriz.

    La investigacin se desarrollo en los Talleres de la

    especialidad de Ingeniera en Mantenimiento Automotriz-

    FECYT.

    1.4.2. Delimitacin Temporal

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    El Proyecto se lo desarroll durante el periodo

    comprendido del mes de mayo del 2011 al mes de diciembre

    del 2011, previamente se pondr en consideracin al

    Consejo Directivo para su previa aceptacin y defensa ante

    el jurado.

    1.5. Objetivos

    1.5.1 Objetivo general

    ELABORACIN DE UN MODULO DIDCTICO PARA

    LA ENSEANZA DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA

    DE LA BATERA DE 220V BASADO EN EL VEHCULO

    TOYOTA PRIUS.

    1.5.2 Objetivos Especficos

    a) Realizar una investigacin bibliogrfica acerca del

    funcionamiento del sistema de la batera de 220V del

    vehculo Toyota Prius.

    b) Desarrollar un mdulo didctico del funcionamiento del

    sistema de la batera de 220V basado en el vehculo

    Toyota Prius.

    c) Presentar un modelo didctico real de la batera de 220V

    basado en el vehculo Toyota Prius.

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    1.6. Justificacin.

    El motivo principal por el cual se realiza esta investigacin es el

    de mejorar el conocimiento de los estudiantes de la especialidad de

    Ingeniera en Mantenimiento Automotriz aplicando el Proyecto de

    nuestra propuesta basada en el vehculo Toyota Prius, con el fin de

    implementar el material didctico al taller de la UTN.

    Con el desarrollo de este proyecto, se dar solucin a los

    problemas ocasionados por la falta de material didctico y de

    conocimiento de los estudiantes de la carrera de este tipo de

    mecanismos existentes en la actualidad.

    Por tal razn esta investigacin beneficiar a toda la comunidad

    educativa, principalmente a los estudiantes de nuestra

    especialidad, lo que permitir que todos conozcan y lleven a la

    prctica la utilizacin, mantenimiento y funcionamiento de un

    sistema de batera de 220V de un vehculo hibrido.

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    CAPITULO II

    2. MARCO TERICO

    2.1. Fundamentacin Terica

    2.1.1. Historia del Automvil Hibrido

    Imagen N 1

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    hibrido-la-tecnologia-se-perfecciona

    Desde mediados de los aos 20 del siglo pasado los

    coches hbridos estuvieron fuera de la palestra durante

    muchos aos. Hay que esperar hasta mediados de los aos

    60, cuando empieza la humanidad a darse cuenta de las

    consecuencias de la contaminacin y que esta se est

    volviendo incontrolable.

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    En 1966 el congreso de Estados Unidos recomienda el

    uso de coches elctricos para reducir la contaminacin

    ambiental. La industria empieza a moverse tmidamente.

    Ms o menos por entonces, el ingeniero Victor Wouk dijo

    que el futuro no estaba en el motor elctrico, sino en el

    hbrido gasolina/elctrico, lo que le vali bastantes crticas.

    Los primeros prototipos modernos

    En 1969 la todopoderosa General Motors muestra tres

    prototipos de microcoche, uno elctrico, otro hbrido y otro

    slo a gasolina, los XP512 (imagen N1). Las prestaciones

    eran anecdticas, as como sus cifras en general, no fueron

    ms que demostradores tecnolgicos. En el mismo ao

    sacaron un prototipo de coche normal, el Opel Kadett Stir-

    Lec I (Imagen N 2).

    Imagen N 2

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    Los modelos 100% elctricos demostraban que quedaba

    mucho por hacer, las bateras daban prestaciones muy

    pobres y muy poca autonoma, as que los hbridos eran la

    alternativa ms viable. En 1970 se emite la Clean Air Act en

    Estados Unidos, que pide reducir las emisiones un 95% para

    1976. Un objetivo muy lejos de la realidad de entonces.

    Poco despus se produce un incentivo muy grande para

    la investigacin de la propulsin alternativa, la crisis del

    petrleo de 1973. Las imgenes de colas kilomtricas para

    repostar gasolina dieron la vuelta al Mundo y dieron un aviso

    a Occidente: dependan demasiado del petrleo y deban

    buscar las formas de ser ms autosuficientes y reducir su

    inmenso gasto.

    Imagen N 3

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    Entre 1968 y 1971 tres cientficos investigaron sobre

    combinaciones de sistemas hbridos. Baruch Berman,

    George H. Gelb y Neal A. Richardson desarrollaron y

    patentaron un sistema de transmisin electromecnica que

    consegua ms eficiencia utilizando un motor pequeo de

    combustin interna. Muchas de sus ideas se han utilizado en

    hbridos modernos.

    La alemana Volkswagen desarroll en 1973 el

    Volkswagen Taxi, que se mostr en salones de Estados

    Unidos principalmente. El Taxi tena la habilidad de funcionar

    tanto con gasolina como con motor elctrico

    alternativamente o a la vez, logrando ms eficiencia que

    ningn hbrido hasta la fecha. Recorri casi 13.000

    kilmetros en pruebas.

    Imagen N 4

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    En 1973 Victor Wouk y Charlie Rosen construyen un

    prototipo de hbrido sobre un 1972 Buick Skylark cedido por

    General Motors. Se eligi ese modelo por el volumen que

    tena su vano motor, dentro alojaron un motor elctrico de 20

    CV y un motor rotativo del Mazda RX-2. No lleg a superar

    los 136 km/h en las pruebas debido a unos traqueteos

    estructurales.

    El coche se prob en la Environmental Protection Agency

    (EPA), pero alguien desde arriba, Eric Stork, cancel el

    proyecto y no se consideraron los resultados. Wouk

    consigui la mitad de consumo que el modelo convencional y

    una reduccin de emisiones del 9%, nada mal para la poca.

    Stork dijo que la tecnologa hbrida no era prctica.

    Imagen N 5

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    hibrido-la-tecnologia-se-perfecciona

    Mientras Victor Wouk intent mostrar las bondades de la

    tecnologa durante aos, en General Motors el desarrollo

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    continu a pequeos pasos. En Japn Toyota empieza el

    desarrollo de coches hbridos tambin, mostrando en 1976

    un prototipo de deportivo hbrido en serie movido por turbina

    de gas (GT) y motor elctrico. Se llamaba Toyota GT Hybrid

    Concept, basado en el Toyota Sports 800 de 1969

    .

    En 1979 Dave Arthurs transform su Opel GT para crear

    un hbrido mixto, utilizando el motor de un cortacsped y un

    motor elctrico de 400 amperios con bateras de 6 voltios. Se

    gast 1.500 dlares en dicho montaje, pero logr un

    consumo de slo 2.81-3,14 l/100 km (depende de la fuente).

    Entre sus soluciones tcnicas estaba la frenada

    regenerativa, que no es nueva por entonces.

    Imagen N 6

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    En el ao siguiente, 1980, la compaa de cortacspedes

    Briggs & Stratton desarrollaron un coche hbrido utilizando

    un bicilndrico de 16 CV con gasolina y un motor elctrico,

    con una potencia combinada de 26 CV. El vehculo era de

    diseo propio, con dos puertas y seis ruedas. Mientras tanto

    General Motors invirti mucho dinero en investigacin,

    creyendo que los elctricos e hbridos se impondran a corto

    plazo.

    A finales de la dcada de los 80 se presenta el Audi Duo,

    basado en el Audi 100 Avant quattro. Tena un motor

    elctrico de 12,6 CV para el eje trasero y un motor 2.3 de

    cinco cilindros para el eje delantero, con bateras de nquel-

    cadmio (NiCD). En 1991 se presenta otro prototipo, Audi Duo

    II, basado en el mismo coche. La carrocera familiar era

    idnea por su espacio para las bateras.

    Imagen N 7

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    Ms al norte, la sueca Volvo muestra en 1993 un

    prototipo denominado Environmental Concept Car, equipado

    con 349 kilogramos de bateras NiCD. Es un anticipo del

    ReCharge Concept mostrado en 2007, pues un motor

    trmico se usaba para recargar la energa de las bateras,

    pero no tena conexin fsica con las ruedas (hbrido en serie

    y de rango extendido, REHEV).

    Los hbridos vuelven al mercado

    En 1997 Audi lanza al mercado el Audi Duo III, con un

    motor 1.9 TDI de 90 CV y un motor elctrico de 29 CV, en

    configuracin paralela y traccin delantera. Fue el primer

    hbrido europeo moderno de produccin, pero slo se

    vendieron 60 unidades y fue un fracaso comercial por su

    elevado precio. Hay que esperar a 2009 para ver otro hbrido

    europeo, el Mercedes-Benz S 400 BlueHYBRID.

    http://www.motorpasion.com/tecnologia/volvo-recharge-concept-un-c30-hibrido-en-frankfurthttp://www.motorpasion.com/mercedes/mercedes-benz-s-400-bluehybrid-el-primer-hibrido-de-mercedes
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    Imagen N 8

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    Es finalmente Toyota la que se moja y lanza al mercado

    japons el Toyota Prius (en latn, pionero) en diciembre de

    1997, es el primer hbrido de produccin masiva del Mundo.

    Es un hbrido puro, con una cantidad muy elevada de

    soluciones tcnicas innovadoras e incluso un problema de

    patentes que los jueces fallaron en contra de Toyota. El

    primer ao de ventas fue un xito, 18.000 unidades. A

    finales de 2000 se vendi en otros mercados con algunos

    cambios.

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    Imagen N 9

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    Honda se apunta a la carrera en 1999 con el Honda

    Insight, un semihbrido con cambio manual o CVT, de

    reducido tamao y peso, aerodinmica optimizadsima y un

    consumo de combustible realmente bajo. Se vendi en

    EEUU, en Espaa no llegamos a verlo. Entre 2003 y 2005 se

    vende el Honda Civic IMA como respuesta al Prius, con

    cambio manual.

    Imagen N 10

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    Gracias a la buena acogida de estos modelos, aparecen

    sus sucesores, Toyota Prius II y Honda Civic Hybrid, que son

    modelos totalmente nuevos y con cambio CVT. Mientras

    Honda apuesta por el esquema semihbrido, Toyota apuesta

    por el hbrido puro y lo traslada al segmento de lujo por

    primera vez con la gama de hbridos Lexus: Lexus RX 400h,

    Lexus GS 450h y Lexus LS 600h.

    La justificacin de la hibridacin con lujo fue como

    demostracin tecnolgica y para aumentar el placer de

    conduccin, no pensando en un gasto ms bajo aunque eso

    estaba como efecto secundario. La tecnologa Toyota se ha

    vendido a fabricantes como Ford a cambio de sus

    conocimientos en otras reas, como motores diesel.

    Imagen N 11

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    En 2004 aparece el primer hbrido de comercializacin

    masiva americano, tambin el primer SUV hbrido del

    Mundo, Ford Escape Hybrid. Tiene un motor Atkinson 2.3 de

    156 CV y mdulo elctrico de 94 CV, en versiones 42 y

    44. Su consumo de combustible en autova es 7,6 l/100 km

    (42) u 8,1 l/100 km (44). En su da fue el SUV ms

    eficiente del mercado americano.

    En Estados Unidos los hbridos aparecen como

    transformacin de modelos existentes, no son diseos

    pensados desde cero para conseguir consumos bajos, al

    igual que los Lexus. Los Prius e Insight son modelos

    diseados desde cero, no tienen versiones convencionales a

    la venta. Hoy da donde ms variedad hay de hbridos es en

    el mercado mundial incluido el ecuador.

    Japoneses y americanos piensan nicamente en hbridos

    a gasolina, pero en Europa se estn investigando

    soluciones hbridas con motor diesel en Citron, Opel y

    Peugeot principalmente. Estos modelos aparecern a medio

    plazo en el mercado.

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    2.1.2 FUNCIONAMIENTO DE LA BATERIA DE 220V

    Los hbridos han jugado un papel muy importante, y el primer

    hbrido que realmente ha llegado a las masas ha sido el Toyota

    Prius. Es considerado el vehculo ms importante de la dcada.

    Entre las razones de su popularidad est una esttica llamativa,

    un precio ya moderado y un consumo de combustible realmente

    bajo. Sus bajas emisiones de CO2 han sido la razn de su

    proliferacin en zonas urbanas, el territorio donde es ms

    ahorrativo.

    El Prius utiliza dos bateras, una comn de 12v para todos los

    accesorios del auto y una sellada de Alto Voltaje de Ni-MH (Nquel-

    Metal) de 220v. Tiene dos motores-generadores de imanes

    permanentes, que pueden producir una potencia de hasta 90CV, un

    torque de 153Lbs-ft. y un voltaje mximo de hasta 650v despus

    del booster, mientras que la batera de Alto Voltaje produce

    46CV. En total, el sistema hbrido produce 136CV.

    Ha resultado tambin un coche muy fiable, y tambin los

    taxistas de muchas ciudades de Espaa los usan con regularidad.

    Existen ejemplares que han recorrido ms de medio milln de km

    sin un slo fallo mecnico, ms all de reemplazar las bateras a

    los 500.000 km debido a su degradacin, algo comn en toda

    batera. Sobre todo, es un coche simple de conducir, al no tener

    http://www.diariomotor.com/2008/08/11/toyota-prius/http://www.diariomotor.com/2008/08/11/toyota-prius/
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    una caja de cambios CVT se conduce como si fuese un automtico

    y no es necesario preocuparse de nada ms.

    Imagen N 12

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&

    gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    An hay quien cree que es necesario enchufar un hbrido. La

    realidad es que el motor trmico recarga las bateras en

    movimiento y el elctrico acta como generador al desacelerar. La

    frenada regenerativa transforma potencia de frenado en energa

    elctrica para las bateras. El hecho de que esta complejidad

    tcnica funcione de manera sencilla y fiable para cualquier tipo de

    conductor ya es un triunfo por s solo, y algo de lo que en Toyota

    estarn orgullosos.

    Uno de los motivos por los que se considera al Toyota Prius

    como el coche de la dcada es porque ha popularizado y

    masificado la tecnologa hbrida, que antes se vea como algo

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
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    extrao y desconocido. Tambin ha servido para incitar a la gente

    para lograr el ms bajo consumo de combustible, aunque sin llegar

    a los extremos de algunos hypermilers, que han bajado de 1 l/100

    km, pero sin mucho respeto por la seguridad. Pero no slo son

    alabanzas, el Prius tambin tiene aspectos negativos.

    Uno de ellos es su poca diversin de conduccin, a veces

    parece un electrodomstico con ruedas, pero su consumo puede

    hacer olvidar ese detalle. Adems, la nueva generacin ya tiene

    136 CV de potencia y un consumo an inferior. Otro fallo es que su

    produccin es cara e implica bateras complejas, hechas con

    materiales contaminantes que requieren transporte de las minas

    hasta la fbrica de Toyota, en Japn. Siempre queda el consuelo

    de que sern recicladas al final de su vida til.

    Imagen N 13

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&

    gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

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    Desde el Prius, el nmero de coches hbridos ha crecido mucho,

    pero sigue siendo el lder absoluto del mercado. En EEUU es el

    tercer Toyota ms vendido, slo por detrs de los ubicuos Camry y

    Corolla. En Japn suele ser el coche ms vendido del pas, gracias

    a las subvenciones estatales. Se comenta que en cmputo global

    supone alrededor de la mitad de ventas de vehculos hbridos.

    Imagen N 14

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&

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    La tercera generacin fue lanzada en el ao 2008 al mercado,

    con un gran xito. Este paso intermedio entre vehculos de

    combustin interna y los elctricos ha resultado de lo ms exitoso.

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.diariomotor.com/2009/01/15/toyota-prius-2010-imagenes-y-datos-oficiales/
  • 22

    2.1.3 Batera de nquel e hidruro metlico

    Una batera de nquel-hidruro metlico (Ni-MH) es un tipo

    de batera recargable que utiliza un nodo de oxidrxido

    de nquel (NiOOH), esto permite eliminar el costoso (y medio

    ambientalmente peligroso) cadmio a la vez que se beneficia de una

    mayor capacidad de carga y un menor efecto memoria.

    Cada clula de Ni-MH puede proporcionar un voltaje de

    1,2 voltios y una capacidad entre 0,8 y 2,9 amperio-hora. Su

    densidad de energa llega a los 80 Wh/kg. Este tipo de bateras se

    encuentran menos afectadas por el llamado efecto memoria, en el

    que en cada recarga se limita el voltaje o la capacidad (a causa de

    un tiempo largo, una alta temperatura, o una corriente elevada),

    imposibilitando el uso de toda su energa.

    Los ciclos de carga de estas bateras oscilan entre las 500 y

    700 cargas, algunos de sus inconvenientes son las "altas"

    temperaturas que alcanzan en las cargas o en los usos.

    La primera batera de NiMH destinada al mercado de consumo

    para pequeas aplicaciones aparece en el mercado en 1989 como

    una variacin de la pila de nquel e hidrgeno de los aos 70.

    Las aplicaciones de las bateras NiMH para vehculos incluyen

    todos los vehculos de propulsin totalmente elctrica o en las

    versiones hbridas como es el Toyota Prius.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_recargablehttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cadmiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_memoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amperio-horahttp://es.wikipedia.org/wiki/1989http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_n%C3%ADquel_e_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/A%C3%B1os_70
  • 23

    2.1.4 Las bateras de NiMH en hbridos

    Las bateras de nquel desempean un papel clave en la

    alimentacin de alternativas sostenibles de transporte.

    El desarrollo tecnolgico ha reducido el tamao, peso y costo

    del hidruro de metal nquel (NiMH) paquetes de bateras utilizados

    en los vehculos elctricos hbridos (HEV). Relativamente compacto

    en tamao, que ahora tienen el poder suficiente fiabilidad, y la

    esperanza de vida de haber sido seleccionados para la mayora de

    los HEV producidos en masa, como el Toyota Prius.

    La batera NiMH ha hecho posible una gran reduccin de

    contaminantes de vehculos, al tiempo que mejora la utilizacin de

    los recursos energticos escasos.

    Uno de los criterios utilizados para evaluar el costo ambiental de

    una tecnologa es el "pozo a la rueda" eficiencia. Esto expresa la

    eficiencia global de una fuente de energa, desde la extraccin de

    la tierra para cuando se hace girar las ruedas de un vehculo. Un

    automvil moderno, convencional tiene un rendimiento global de

    slo el 14%, de acuerdo con Toyota. La primera generacin del

    Prius hbrido HEV alcanza el 28%, y la segunda generacin,

    modelo 2004, el 32%. Esto se compara con la eficiencia objetivo

    para el prototipo de pila de combustible de Toyota, vehculo hbrido

    de 42% (suponiendo que el combustible de hidrgeno se obtiene a

    partir de gas natural comprimido).

  • 24

    Todos estos vehculos de aumentar su eficiencia por recuperar

    la energa perdida a travs de la friccin de frenos convencional, es

    decir, mediante un proceso llamado "frenado regenerativo". Y si

    bien hay varias formas alternativas para capturar esta energa,

    Honda y Toyota, son los nicos proveedores de HEV de

    produccin masiva en el mercado, han optado por las bateras de

    NiMH.

    El producto est garantizado durante ocho aos, pero la

    expectativa es que puede durar 15 aos.

    Existen tres principales preocupaciones entre los potenciales

    compradores de vehculos hbridos que son las siguientes:

    1) La longevidad y las cuestiones de reparacin

    2) Los crditos dudosos de economa de combustible

    3) Duracin de la batera

    La primera duda es razonable. Para combatir

    esto, Ford , Honda y Toyota, ofrecen al menos ocho aos de

    garanta en componentes hbridos, pero eso es de poca ayuda si se

    quedara varado lejos de un concesionario.

    http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/new-ford-prices-reviews.htm&rurl=translate.google.com.ec&usg=ALkJrhg7-gGyYtLUNk2nX3tOGkGdHxJaIghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/new-honda-prices-reviews.htm&rurl=translate.google.com.ec&usg=ALkJrhhF0HJu3bao89NCJncPYPkilM9drwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/new-toyota-prices-reviews.htm&rurl=translate.google.com.ec&usg=ALkJrhjmT1sTylzmbndaCt7PhO7ytbIXFQ
  • 25

    2.1.5 Batera de Alta Tensin del Toyota Prius

    El Toyota Prius, vehculo hbrido, contiene dos motores

    generadores elctricos y otro de gasolina de ciclo ATKINSON para

    su funcionamiento.

    En el interior del vehculo se almacenan dos fuentes de Energa:

    1) Gasolina almacenada en el depsito para el motor de

    combustin interna.

    2) Fuente Elctrica almacenada en una batera de vehculo hbrido

    (HV) o de alta tensin para los motores generadores

    La batera de alta tensin provee un voltaje de 220V en las

    versiones ms modernas, y voltajes mayores para versiones

    anteriores del Prius, y lgicamente estos valores cambian

    dependiendo del fabricante, este voltaje en el caso del Prius

    proviene de un paquete de 14 bateras en serie dispuestos as:

    Existen 28 bateras pequeas de 7,89 V cada una y estn

    conectadas en serie de dos en dos para formar 14 paquetes

    de bateras de 15,78V cada una y a su vez estn conectadas

    todos estos 14 paquetes en serie para generar un total de

    220 Voltios.

    La batera est compuesta de hidruro de metal-nquel, estancos

    y anti fugas. El compuesto es un alcalino de hidrxido de

    potasio y sodio en forma de gel. En caso de vertido se

    neutraliza con acido Brico o Vinagre.

  • 26

    Est sellada en una carcasa metlica.

    Se encuentra aislada de la alta tensin, ubicada en el travesao

    trasero firmemente sujeta al suelo

    El electrolito de la batera es un alcalino caustico que daa la

    piel.

    Este voltaje es entonces el que a continuacin ser utilizado en

    los motores trifsicos que son el motor-generador MG1, el motor-

    generador MG2 y el motor del aire acondicionado. Este voltaje

    requiere ser tambin restablecido y monitoreado constantemente

    por la ECU de la batera, adicionalmente la batera debe

    mantenerse a temperatura que no ocasione problemas.

    Imagen N 15

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota

    +prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    El paquete completo de batera posee 3 sensores de

    temperatura (termistores) que llevan informacin a la ECU de la

    Batera de la temperatura a la que se encuentra la batera (un

    sensor superior y dos inferiores). Adicionalmente las bateras

    poseen un sistema de desfogue de vapores para evitar que los

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 27

    vapores de la batera salgan y formen depsitos en las partes

    elctricas y electrnicas cercanas, y tambin un sistema de

    ventilacin que circula alrededor de la batera completa

    envolvindola con aire y posibilitando su enfriamiento. Los 3

    sensores de temperatura de la batera se encuentran en la parte

    inferior del conjunto de la batera HV. La resistencia del termistor,

    que est integrada en cada sensor de temperatura de la batera,

    vara de acuerdo con los cambios de temperatura del conjunto de

    la batera HV. Cuanto ms baja sea la temperatura de la batera,

    ms alta ser la resistencia del termistor. A su vez, mientras ms

    alta sea la temperatura, ms baja ser la resistencia.

    La Batera HV suministra electricidad de corriente CC al sistema

    elctrico de alta tensin, canalizan un cable de corriente positiva y

    otro de corriente negativa, debajo del suelo del vehculo hasta el

    convertidor. Los ocupantes del vehculo y el personal de

    emergencias quedan aislados de la electricidad de alta tensin, por

    medio de los siguientes sistemas:

    Un fusible (jumper) de alta tensin proporciona proteccin

    contra cortocircuitos en la batera HV. Este fusible va ubicado

    en el lado izq. De la batera HV, el desbloqueo del rel se

    realiza tambin de forma manual, bien ante una emergencia o

    una reparacin o mantenimiento en los talleres.

    Los cables elctricos positivo y negativo conectados a la batera

    HV estn controlados por rels normalmente abiertos de 12v.

    Cuando se apaga el vehculo, los rels cesan el flujo de

    electricidad proveniente de la batera HV.

  • 28

    Ambos cables estn aislados del chasis metlico por lo que no

    existe ninguna posibilidad de sacudida elctrica al tocar el

    chasis metlico.

    Un monitor de fallo a masa realiza un seguimiento continuado

    de prdida de alta tensin al chasis cuando el vehculo est en

    funcionamiento.

    Los rels de la batera HV se abrirn automticamente para

    cesar el flujo elctrico, en el caso de que una colisin active los

    airbags SRS delanteros.

    La batera HV, el ECU de la batera y el SMR (Sistema de

    Enlace Principal) estn encerrados en una sola carcasa localizada

    en el compartimiento del equipaje, detrs del asiento trasero.

  • 29

    2.1.5.1 Especificaciones de la Batera

    Tabla N 1

    Especificaciones 97 Prius 00 Prius 04 Prius 06 HH y RX400h

    Factor de forma Cilndrica Prismtico Prismtico M prismtico

    Las clulas

    (Mdulos) 240 (40) 228 (38) 168 (28)

    240 (30)

    8cell/mod

    Voltaje nominal 288.0 V 273.6 V 201.6 V 288.0 V

    Capacidad

    Nominal 6.0Ah 6.5Ah 6.5Ah 6.5Ah

    Pack de peso

    68 kg

    Especficas de

    energa 800 W / kg 1000 W / kg 1300 W / kg 1192W/kg

    Especficas de

    energa 40 Wh / kg 46 Wh / kg 46 Wh / kg 41Wh/kg

    Mdulo de Peso 1090 g 1050 g 1040 g 1510g

    Dimensiones del

    mdulo

    35 (centro)

    x384 (L) 19.6x106x275 19.6x106x285 18.4x96x382

    http://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.eaa-

    phev.org/wiki/Toyota_Prius_Battery_Specs

    Mientras Toyota Prius no es el primer hbrido que se

    vende en los EE.UU. fue sin duda la primera en vender en

    cantidades razonables, ofreciendo ms espacio, ms

    potencia, e incluso mejores cifras de economa de

    combustible que los dems de su categora.

    Ayudado por los costos crecientes del combustible,

    Toyota construy alrededor de 52.000 de los autos de

    http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.eaa-phev.org/wiki/Toyota_Prius&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhj9918MPqVEcveoNyD0XIGOvYwnFghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.eaa-phev.org/wiki/Toyota_Highlander_Hybrid&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhhV7Vsck5kexCOq4U2slmF9vhvRyQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://www.eaa-phev.org/wiki/Lexus_RX_400h&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhitoOd-Y3oo-aJAa1a0NbnAtFaSAghttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.eaa-phev.org/wiki/Toyota_Prius_Battery_Specshttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.eaa-phev.org/wiki/Toyota_Prius_Battery_Specshttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/all-toyota-priuss.htm&rurl=translate.google.com.ec&usg=ALkJrhhdnpnDBsTwflcsoCE4MSEo0khqNQ
  • 30

    primera generacin, y hasta ahora ha aadido ms de

    214.000 de la ltima versin. Eso significa que han habido

    ms de 1.2 millones de hbridos Prius vendidos en los

    EE.UU., lo que lo convierte de lejos en el hbrido ms

    popular del pas.

    Y Toyota afirma que ninguno ha requerido un reemplazo

    de la batera debido al mal funcionamiento o de

    "desgaste". Las bateras de reemplazo slo se venden a un

    precio de venta de $ 3000 en Estados Unidos y han sido

    para los coches que estuvieron involucrados en

    accidentes. Toyota afirma adems que el hidruro de nquel-

    metal (NiMH), paquetes de bateras utilizados en todos los

    modelos Prius se espera que dure la vida til del coche con

    muy poca o ninguna degradacin en la capacidad de

    potencia.

    Para aquellos de nosotros que tienen telfonos celulares

    y otros dispositivos con bateras de NiMH, que dicen puede

    sonar poco realista. Con el tiempo, la longevidad de la carga

    de la batera parece disminuir, lo que resulta en el uso cada

    vez ms corto entre las cargas. Con el tiempo, la batera

    pierde su valor y toca comprar un reemplazo.

    Pero en el caso de la mayora de los dispositivos

    electrnicos, las bateras tienden a ser cargadas por

    completo cuando estas estn casi totalmente descargadas.

  • 31

    Para el grupo de alimentacin en el Prius, Toyota dice

    que est en gran medida al tiempo de vida de la batera.

    Para llegar a la mxima vida til de la batera Prius, el

    cerebro del coche no permite que la batera se cargue o

    descargue por completo. Toyota dice que para mejor vida de

    servicio, la batera Prius le gusta que se le mantenga en

    alrededor de un cargo del 60 por ciento. En funcionamiento

    normal, el sistema permite por lo general el nivel de carga

    varan desde 10 hasta 15 puntos porcentuales. Por lo tanto,

    la batera es raramente ms de 75 por ciento de cargos, o

    menos de 45 por ciento de cargos.

    Si est familiarizado con el Prius, usted sabe que hay un

    indicador de batera-carga en el panel de

    instrumentos. Toyota dice que esto no es el nivel de carga

    en s, sino mas bien un estado de la ventana de carga. La

    parte superior de la ventana representa sobre un cargo del

    75 por ciento, la parte inferior sobre carga del 45 por ciento.

    Segn Toyota, la vida de la batera Prius es determinada

    ms por kilometraje que por el tiempo, y ha sido probado a

    180.000 millas. Taxis Prius de primera y segunda generacin

    en Canad que habran viajado ms de 200.000 kilmetros

    no han sufrido ningn problema de batera.

  • 32

    La batera del Prius es de la fabrica Panasonic.

    Proporciona 220V, tiene 6,5 Ah de capacidad (3 horas), pesa

    42 kg y tiene la densidad de energa ms alta del mundo

    entre las bateras de su tamao.

    Esta batera slo se recarga con el generador, al que

    impulsa el motor trmico. No tiene ningn tipo de conexin

    para conectarla a una red o a otro dispositivo de carga.

    Imagen N 16

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q

    =toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    La batera no tiene efecto memoria porque el sistema

    elctrico est hecho para que nunca baje de un cierto nivel

    de carga, mientras el coche est funcionando. Cuando el

    coche queda parado y desconectado, el proceso de

    descarga es muy lento. No est prevista su sustitucin en el

    programa de mantenimiento y, como todos los elementos del

    sistema hbrido, tiene ocho aos de garanta.

    Est conectada a un inversor que convierte los 220V de

    corriente continua en 500 de corriente alterna. Este

    dispositivo tambin invierte la corriente elctrica cuando hay

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 33

    que cargar la batera (bien con el generador, o bien con el

    motor elctrico).

    Imagen N 17

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&

    gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    Imagen N 18

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q

    =toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 34

    2.1.6 Funcionamiento de las bateras del Prius

    Al igual que muchos dispositivos electrnicos han cambiado

    recientemente de las bateras de NiMH ah iones de litio, por lo que

    tambin podra el Prius por dos razones: En primer lugar, Toyota

    dice que el costo de nquel se ha triplicado en los ltimos aos, en

    gran parte porque China est comprando mucha de ella para

    fabricar acero inoxidable. Adems, las bateras de iones de litio

    ofrecen una mayor densidad de potencia que permiten a una

    batera de potencia similar a ser ms pequeas y ligeras.

    Pero Toyota observa todava que hay algunos problemas que

    deben superarse antes de que las bateras de iones de litio estn

    listas al menos en coches como el Prius. Una de ellas es que las

    bateras tienen una peligrosa tendencia a incendiarse. La segunda

    es que la vida til de una batera de iones de litio en una aplicacin

    como el Prius no consigue equipararse a la de una batera de

    NiMH. Pero ninguno de estos problemas parece insuperable,

    Toyota estima que estas bateras de iones de litio pueden ser

    utilizadas en el Prius en tan slo dos o tres aos.

    Por ahora, sin embargo, Toyota destaca por la durabilidad de

    sus bateras de NiMH. Y no tiene planes de vender muchos

    reemplazos en corto plazo.

  • 35

    Imagen N 19

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota

    +prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    La batera sirve como fuente de electricidad para todo el coche.

    Obtiene la energa por dos medios: uno, del motor trmico, a travs

    del generador. Dos, del motor elctrico cuando ste no impulsa al

    coche (en ese caso, el motor elctrico se convierte en otro

    generador).

    En la imagen siguiente, que simula una aceleracin y una

    deceleracin del coche, se pueden apreciar todos los procesos

    citados.

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 36

    Imagen N 20

    http://www.google.com/images?q=BATERIA%20HV%20toyota%20prius&hl=es&prmd=iv

    nsfd&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi&biw=1366&bih=667

    http://www.google.com/images?q=BATERIA%20HV%20toyota%20prius&hl=es&prmd=ivnsfd&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi&biw=1366&bih=667http://www.google.com/images?q=BATERIA%20HV%20toyota%20prius&hl=es&prmd=ivnsfd&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&tab=wi&biw=1366&bih=667
  • 37

    El sistema est controlado por la ECU del Hibrido que distribuye la

    fuerza de cada elemento, de acuerdo con la fuerza que sea

    necesaria en cada momento y con el nivel de carga de la batera.

    En la siguiente imagen se puede ver un ejemplo de

    funcionamiento. En las dems imgenes se ve una ilustracin del

    flujo de fuerza en cada caso, junto con el esquema que puede

    aparecer en el monitor del coche.

    Imagen N 21

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=is

    ch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    Imagen N 22

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=is

    ch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oqhttp://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oqhttp://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oqhttp://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq
  • 38

    Imagen N 23

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&

    q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    Imagen N 24

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&

    q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=
  • 39

    Imagen N 25

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&

    q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    Hay un botn que anula completamente el motor trmico, si la

    batera no baja de una cierta carga y si el conductor no solicita demasiada

    fuerza del sistema (una aceleracin fuerte, un rampa pronunciada o una

    velocidad superior a unos 50 km/h). Esta funcin puede ser til para salir

    circular por espacios cerrados (como aparcamientos), sin que el coche

    contamine ni haga ruido.

    2.1.7 ECU de la Batera

    La ECU de la batera est ubicada a un lado de la batera de

    alta tensin, a esta llegan los cables de informacin de los voltajes

    de los paquetes de las bateras que son 14 en total ms la

    referencia del negativo.

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=
  • 40

    Adicionalmente encontramos un pin donde se aplican los 5 V de

    alimentacin al sensor de corriente ms su respectiva seal y

    masa. Un pin de alimentacin constante de batera, un pin de

    alimentacin por ignicin; estn conectadas los termistores para la

    informacin de temperatura de la batera de alta tensin y

    adicionalmente este controla al ventilador de aire para la batera

    (Blower Bat) mediante el negativo al rel del motor del soplador.

    Tambin la ECU verifica los pulsos negativos dados al motor por el

    controlador del ventilador (Driver Fan) el cual recibe pulsos de la

    ECU que van al transistor del mismo.

    Imagen N 26

    FUENTE: Archivo personal raul Oa

    El sensor de corriente de la batera adicionalmente por seal de

    voltaje informa a la ECU de la batera cuando la carga esta baja como se

    puede apreciar en los siguientes grficos.

  • 41

    Imagen N 27

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&

    q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=

    2.1.8 PCU de la Batera

    El Power Control Unit o Inversor es un componente que se

    encuentra bajo el cap y se encarga de convertir la corriente directa

    de la batera de alto voltaje en corriente alterna trifsica para

    suministrarla a los motores-generadores elctricos, al aire

    acondicionado, y de 12v CC para los accesorios del automvil. La

    corriente que se utiliza en todos los autos es corriente directa, va

    en un slo sentido de negativo a positivo, por eso si conectamos al

    revs algn dispositivo en el auto lo quemamos o provocamos un

    corto. La corriente que utilizamos en nuestras casas es corriente

    alterna y flucta de positivo a negativo muchas veces por segundo,

    por eso no importa si conectamos la plancha al derecho o al revs,

    total la polaridad siempre est variando.

    http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=http://www.google.com/images?um=1&hl=es&biw=1366&bih=667&tbs=isch%3A1&sa=1&q=procesos+toyota+prius&aq=f&aqi=&aql=&oq=
  • 42

    El inversor se encarga de las siguientes funciones:

    Convierte los 201,6 V DC (corriente continua) que entrega la

    batera HV en 201,6 V AC trifsica (corriente alterna). Multiplica

    estos 201,6 V AC trifsica hasta un mximo de 500 V AC

    trifsica gracias al booster. al motor y al generador elctricos

    del THSD.

    Convierte los 201,6 V DC en 201,6 V AC para el compresor

    elctrico del aire acondicionado.

    Convierte los 201,6 V DC en 12V DC y 100 A. para recargar la

    batera de 12V, dada la ausencia de alternador y alimentar a los

    dems elemento elctricos del vehculo (luces, audio,

    ventiladores, etc.).

    Imagen N 28

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota

    +prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 43

    Imagen N 29

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&

    gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    El inversor, el motor elctrico y el generador son enfriados

    mediante un sistema refrigeracin independiente de la refrigeracin

    del motor trmico. La unidad de control HV es la que se encarga de

    controlar la bomba elctrica de agua. En las versiones del Prius del

    "04" y posteriores el radiador ha sido simplificado y el espacio que

    ocupa ha sido minimizado.

    2.1.9 Instalacin de alta tensin

    La instalacin elctrica para la propulsin funciona con 500 V,

    hay otra instalacin de 12 V para los dems elementos elctricos

    del coche. Para reducir peso (y precio) la red de cables de alta

    tensin no es de cobre, sino de aluminio. Hay sensores que cortan

    instantneamente la corriente en caso de accidente o de

    cortocircuito

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 44

    La tensin de funcionamiento del circuito de alta tensin (HV)

    vara en funcin de la evolucin del sistema hbrido THS (Toyota

    Hybrid System)

    Imagen N 30

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+p

    rius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    Imagen N 31

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+p

    rius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=

    http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=http://www.google.com/images?hl=es&source=hp&biw=1366&bih=667&q=toyota+prius&gbv=2&aq=f&aqi=g10&aql=&oq=
  • 45

    2.2. MODULO DE ENSEANZA.

    Un mdulo de enseanza es una propuesta organizada de los

    elementos o componentes instructivos para que el alumno/a

    desarrolle unos aprendizajes especficos en torno a un determinado

    tema o tpico. Los elementos o componentes instructivos bsicos

    que un mdulo debe incluir son:

    Los objetivos de aprendizaje

    Los contenidos a adquirir

    Las actividades que el alumno ha de realizar

    La evaluacin de conocimientos o habilidades

    Un mdulo est formado por secciones o unidades. Estas

    pueden organizarse de distintas formas. Las dos criterios bsicos

    para estructurar un mdulo en secciones o unidades son optar por

    una organizacin en torno a ncleos de contenido (por ejemplo, un

    mdulo de historia de Canarias puede estructurarse por pocas o

    periodos: la civilizacin guanche, el periodo de la Conquista, el

    siglo XVI-XVIII, el siglo XXI, el s. XX), o bien organizar un mdulo

    por niveles de aprendizaje (por ejemplo un mdulo de lectoescritura

    puede organizarse para sujetos sin conocimientos previos de

    lectoescritura nivel de iniciacin-, para personas que leen y

    escriben con dificultades nivel de mejora-, o bien para individuos

    con un dominio aceptable del mismo, pero que necesitan ms

    prcticas nivel de profundizacin-. (http://www.ub.es/geocrit/b3w-

    207.htm)

    Los mdulos de enseanza son formas organizativas (como

    tambin lo son las lecciones, las unidades didcticas, o los diseos

  • 46

    curriculares) de los distintos elementos del currculo: los objetivos,

    contenidos, metodologa y evaluacin.

    Sin embargo, en el proceso real de enseanza y aprendizaje los

    mdulos deben ser operativizados y presentados al alumnado a

    travs de materiales didcticos (tambin conocidos como

    materiales curriculares). El conocimiento implicado en cada

    mdulo es enseando y aprendido a travs de los materiales

    didcticos. Por ello, en la prctica real se tiende a confundir los

    mdulos con los materiales, aunque a efectos tericos sea

    necesario distinguirlos.

    2.2.1. Modelos Didcticos

    La historia de la educacin muestra la enorme variedad

    de modelos didcticos que han existido.

    Existen cuatro Modelos Didcticos que se han utilizado a

    lo largo de la historia en todas las reas del conocimiento,

    del cual utilizaremos el modelo tecnolgico.

    2.2.1.1. Modelo didctico tecnolgico.

    La bsqueda de una formacin ms moderna para el

    alumnado conlleva la incorporacin a los contenidos

    escolares de aportaciones ms recientes de corrientes

    cientficas, o incluso de algunos conocimientos no

    estrictamente disciplinares, ms vinculados a problemas

    sociales y ambientales de actualidad.

  • 47

    Se integran en la manera de ensear determinadas

    estrategias metodolgicas o tcnicas concretas, procedentes

    de las disciplinas.

    Se suele depositar una excesiva confianza en que la

    aplicacin de esos mtodos va a producir en el alumno el

    aprendizaje de aquellas conclusiones ya previamente

    elaboradas por los cientficos.

    Para ello se recurre a la combinacin de exposicin y

    ejercicios prcticos especficos, lo que suele plasmarse en

    una secuencia de actividades, muy detallada y dirigida por el

    profesor, que responde a procesos de elaboracin del

    conocimiento previamente determinados, y que puede

    incluso partir de las concepciones de los alumnos con la

    pretensin de sustituirlas por otras ms acordes con el

    conocimiento cientfico que se persigue.

    Sin embargo, junto con este directivismo encontramos,

    a veces, otra perspectiva en la que la metodologa se centra

    en la actividad del alumno, con tareas muy abiertas y poco

    programadas que el profesor concibe como una cierta

    reproduccin del proceso de investigacin cientfica

    protagonizado directamente por dicho alumno.

    Se da as una curiosa mezcla de contenidos disciplinares

    y metodologas activas, que por encima de su carcter

  • 48

    dual, es decir, esa mezcla de tradicin disciplinar y de

    activismo, encuentra cierta coherencia en su aplicacin,

    satisfaciendo por lo dems diversas expectativas del

    profesorado y de la sociedad.

    A la hora de la evaluacin se intenta medir las

    adquisiciones disciplinares de los alumnos, aunque tambin

    hay una preocupacin por comprobar la adquisicin de otros

    aprendizajes ms relacionados con los procesos

    metodolgicos empleados.

    Un problema importante que se plantea a este enfoque es

    vincular el desarrollo de las capacidades al contenido con el

    que se trabajaran y al contexto cultural, pues parece difcil

    que puedan desarrollarse descontextualizadas e

    independientes de contenidos especficos.

    Por otra parte, tampoco este enfoque tiene en cuenta

    realmente las ideas o concepciones de los alumnos, con

    todas sus implicaciones, pues, cuando llega a tomarlas en

    consideracin, lo hace con la intencin de sustituirlas por el

    conocimiento adecuado, representado por el referente

    disciplinar.

  • 49

    2.2.1.2. Fundamentacin tecnolgica

    TOYOTA S.A. Toyota es una empresa multinacional japonesa.

    Toyota pas a ser en el ao 2007 primer fabricante mundial de

    automviles adelantando a General Motors, y se especul que en el

    ao 2008 habra una produccin y ventas aproximadas de 9,8

    millones de vehculos junto con ventas crecientes. Es una de las "tres

    grandes" japonesas desafiando a los fabricantes de automviles

    estadounidenses que incluye Nissan Motors y Honda Motor con gran

    xito. Produce automviles, camiones, autobuses y robots y es la

    quinta empresa ms grande del mundo. La sede de la empresa se

    encuentra en Toyota, Aichi, y Bunky, Tokio Japn con fbricas y

    oficinas alrededor del mundo.

    La empresa fue fundada en 1933 por Kiichiro Toyoda. Desde

    entonces, Toyota se ha convertido en una de las empresas

    japonesas ms rentables y con ms xito y una de las corporaciones

    lderes en la industria del automvil presentando el primer aparcado

    automtico en la industria disponible comercialmente (Advanced

    Parking Guidance System), una caja de cambios automtica de ocho

    velocidades, gua de trfico en tiempo real con reasignacin de ruta

    dinmica y un control climtico de cuatro zonas con tecnologa de

    infrarrojos en sus modelos de la divisin Lexus. Es tambin una de

    las pocas empresas de automviles que ha producido extensamente

    y promocionado automviles basados en una tecnologa de

    combustible hbrida como en el modelo Prius, Toyota e incluso en la

    divisin de automviles de lujo Lexus. Toyota invierte una gran

    cantidad de recursos en investigaciones de vehculos de combustin

    ms limpia como el Toyota Prius, basados en tecnologa como el

  • 50

    Hybrid Synergy Drive, aunque los costos aadidos de la tecnologa

    hbrida no suponen ningn ahorro de costos durante muchos aos.

    No es complicado adaptarse a las nuevas medidas de

    desempeo y modos de manejo impuestos por ser un vehculo

    hbrido. La transicin entre manejar un automvil comn y corriente y

    un Prius no requiere de ningn esfuerzo, y lo anterior es muy bueno

    ya que es atractivo para conductores que no necesariamente tienen

    un conocimiento profundo de tecnologa hbrida o mecnica.

    2.3. POSICIONAMIENTO TERICO PERSONAL

    El Toyota Prius ha sido uno de los vehculos ms

    revolucionarios de los ltimos tiempos en que la preocupacin por

    el medio ambiente crece ya que las emisiones de gases

    provocadas por los motores convencionales estn provocando el

    calentamiento global, y el Prius ha sido el primer vehculo

    producido en masa que ayuda mucho a evitar estas emisiones,

    debido a la integracin de un motor elctrico no contaminante

    conectado a un sistema de bateras de alta tensin autnomo que

    no necesita ser enchufado a ninguna red, como apoyo al motor

    tradicional, en mi caso particular me ha tocado estudiar la manera

    por la cual el sistema de batera se recarga, dicho sistema

    funciona de manera similar a la carga y descarga por medio del

    alternador de la batera de 12v, pero en este caso se utiliza el

    motor elctrico para recargar la batera de alta tensin, teniendo un

    computador que monitorea constantemente los parmetros de la

    batera como temperatura, capacidad de carga, debido en parte a

    la complejidad de esta.

  • 51

    El vehculo al encenderse inicia el ciclo con el motor elctrico, y

    en cuanto es requerido al pasar los 50km/h empieza a darle

    potencia el motor de gasolina, y as aporta incluso en pendiente de

    subida, luego al bajar pendientes empieza la etapa de carga de

    batera y mientras el motor de gasolina aporta su entera potencia,

    una vez cargada la batera inicia el ciclo otra vez.

    Este trabajo consiste en resumir a una forma comprensible toda

    la informacin terica-practica encontrada para la elaboracin del

    modulo para la enseanza a los futuros estudiantes de nuestra

    universidad y puedan ellos salir preparados para los retos de los

    nuevos vehculos por venir.

    2.4. GLOSARIO DE TERMINOS:

    1. nodo.- Es un electrodo en el cual se produce la reaccin de

    oxidacin.

    2. Cadmio.- Es un elemento qumico. Su smbolo es Cd. Es un metal

    pesado, blanco azulado, relativamente poco abundante. Es uno de

    los metales ms txicos. Normalmente se encuentra

    en menas de zinc y se emplea especialmente en pilas.

    3. Centralita.- Tambin conocida como unidad de control electrnico

    o ECU (del ingls electronic control unit), es un dispositivo

    electrnico normalmente conectado a una serie de sensores que le

    http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metal_pesadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metal_pesadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Blanco_(color)http://es.wikipedia.org/wiki/Azulhttp://es.wikipedia.org/wiki/Toxicidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mena_(miner%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Zinc
  • 52

    proporcionan informacin y actuadores que ejecutan sus

    comandos. Una centralita electrnica cuenta con software cuya

    lgica le permite tomar decisiones (operar los actuadores) segn la

    informacin del entorno proporcionada por los sensores.

    4. Corriente Alterna.- Se denomina corriente alterna (abreviada CA

    en espaol y AC en ingls) a la corriente elctrica en la que la

    magnitud y direccin varan cclicamente. La forma de onda de la

    corriente alterna ms comnmente utilizada es la de una onda

    senoidal, puesto que se consigue una transmisin ms eficiente de

    la energa.

    5. Corriente Continua.- La corriente directa surge de una fuente

    nica (generalmente qumica) y los polos positivos y negativos son

    permanentes.

    6. CV.- Es una unidad de medida de potencia que se define como la

    potencia necesaria para elevar verticalmente un peso

    7. Electrolito.- Es cualquier sustancia que contiene iones libres, los

    que se comportan como un medio conductor elctrico. Debido a

    que generalmente consisten de iones en solucin, los electrlitos

    tambin son conocidos como soluciones inicas, pero tambin son

    posibles electrolitos fundidos y electrolitos slidos

    8. HEV.- (Hybrid Electric Vehicle) Vehculo hibrido elctrico

    http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Peso
  • 53

    9. Hidruros.- Son compuestos binarios formados por tomos de

    hidrgeno y de otro elemento (pudiendo ser este, metal o no

    metal).

    10. Wh/Kg.- Unidad de medida watts-hora por cada kilogramo

    2.5. INTERROGANTES DE INVESTIGACION

    Qu finalidad se busca al elaborar el modulo didctico para la

    enseanza del funcionamiento del sistema de la bateria de 220v

    basado en el vehculo Toyota Prius?

    Investigando informacin bibliogrfica acerca del

    funcionamiento del sistema de la batera de 220v del vehculo

    Toyota Prius, que beneficio se aporta a la formacin de los

    estudiantes de la carrera de Ingeniera en Mantenimiento

    Automotriz de la UTN?

    Cmo se debe elaborar el modulo didctico para la enseanza

    del funcionamiento del sistema de la bateria de 220v basado en el

    vehculo Toyota Prius, para conseguir un real beneficio para los

    estudiantes de la carrera de Ingeniera en Mantenimiento

    automotriz de la UTN ?

  • 54

    Qu adecuaciones debemos hacer a la batera de 220v del

    vehculo Toyota Prius con el fin de que se convierta en un modelo

    didctico para los estudiantes de la Ingeniera en Mantenimiento

    Automotriz de la UTN?

  • 55

    2.6. MATRIZ CATEGORIAL

    DEFINICIN CATEGORA DIMENSIONES

    INDICADORES

    Es un tipo de batera recargable que

    utiliza un nodo de oxidrxido

    de nquel (NiOOH), que se beneficia de

    una mayor capacidad de carga y un

    menor efecto memoria.

    Es una propuesta organizada de los

    elementos o componentes instructivos

    para que el alumno/a desarrolle unos

    aprendizajes especficos en torno a un

    determinado tema o tpico.

    BATERIA DE Ni-MH

    MODULO DE ENSEANZA

    220 VOLTIOS

    MODELO DIDACTICO

    TRADICIONAL

    MODELO DIDACTICO

    TECNOLOGICO

    MODELO DIDACTICO

    ESPONTANEISTA -

    ACTIVISTA

    MODELO DIDACTICO

    ALTERNATIVAS

    BATERIA RECARGABLE

    500 Y 700 CARGAS

    METODOS DE ENSEANZA

    A CIENTIFICOS

    TECNICAS CONCRETAS

    CONTACTO DIRECTO

    METODOLOGIA DIDACTICA

    http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_recargablehttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_memoria
  • 56

    CAPITULO lll

    3. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN.

    3.1 Tipo de Investigacin.

    3.1.1 Investigacin Documental

    Se utiliz la investigacin documental debido a la necesidad

    misma del proyecto lo que permiti que podamos acudir a la

    recoleccin de informacin relacionada con el tema, folletos,

    videos e internet, de los cuales recopilamos la informacin

    necesaria para la elaboracin del marco terico del proyecto,

    que ser utilizado para la elaboracin de un modulo

    didctico para la enseanza del funcionamiento del sistema

    de la batera de 220v basado en el vehculo Toyota Prius.

    3.1.2 Investigacin factible

    La investigacin propuesta responde a la consideracin

    proyecto factible ya que constituye el desarrollo de una

    propuesta vlida que permita mejorar el proceso enseanza

    aprendizaje complementando la teora y la prctica en

    modelos didcticos funcionales, con tecnologa moderna y

    prcticos para medir los parmetros de funcionamiento de

    los mismos.

    La realizacin de este proyecto es factible porque permite

    llevar a la prctica los conocimientos tericos.

  • 57

    3.2 Mtodos.

    Los mtodos usados en la presente investigacin fueron:

    3.2.1 Inductivo Deductivo

    Los cules nos ayudarn a comprender y analizar los

    resultados de las pruebas de funcionamiento aplicadas a los

    componentes que conforman el modelo didctico del

    sistema de sistema de la batera de 220v basado en el

    vehculo Toyota Prius.

    Recoleccin de Informacin ya que su contenido se lo

    elaborar con mucho inters para su comprensin y

    beneficio de todos los que lo requieran.

    3.2.2 Mtodo Sinttico

    En este mtodo se relacionan los hechos aparentemente

    aislados y se formula una teora que unifica diversos

    elementos, nos favorece, ya que este encuentra una

    relacin entre los diversos componentes del proyecto del

    modelo didctico del sistema de inyeccin a gasolina lo cual

    nos permitir dirigirnos claramente a la explicacin de las

    causas y soluciones del mismo mediante su estudio y con su

    aplicacin en el marco terico.

  • 58

    3.3 Tcnicas a emplearse

    La tcnica utilizada fue la observacin, y la entrevista bibliogrfica.

    3.4 Poblacin

    Este trabajo esta dirigido especficamente a los egresados de la

    carrera de ingeniera en mantenimiento automotriz la cual ser

    nuestra poblacin de 110 individuos de las promociones 2010 y

    2011

    3.5 Muestra

  • 59

    CAPITULO IV

    4. MARCO ADMINISTRATIVO.

    4.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

    # Actividad: Mayo

    2011

    Junio

    2011

    Julio

    2011

    Agosto

    2011

    Septiembre

    2011

    Octubre

    2011

    Noviembre

    2011

    Diciembre

    2011

    1 Bsqueda de

    problemas

    x x

    2 Planteamiento

    del problema

    x x x

    3 rbol de

    problemas

    x x x x

    4 Marco Terico x x x x x x x x x x

    5 Bsqueda de

    informacin

    x x x x x x x x x x

    6 Metodologa

    de

    investigacin

    x x x x x x

    7 Marco

    administrativo

    x x x x x

    8 Propuesta x x x x

    9 Elaboracin

    del modulo

    didctico

    x x x x x x

    10 Informe Final x x x

  • 60

    4.2. RECURSOS

    Los recursos humanos que se han utilizado para realizar las

    investigaciones que dan la forma al proyecto, a quien est dirigido

    el o por quienes se est haciendo este proyecto.

    De la misma forma los recursos materiales que hemos recibido

    el apoyo y colaboracin de la universidad a la cual se procedi a

    investigar el problema que hemos planteado como es en la

    universidad Tcnica del Norte ya que proporcionaron el prstamo

    de textos sobre este tema.

    4.2.1. Recursos Humanos

    El presente trabajo Investigativo fue elaborado por.

    Hernndez Rueda Erik Paul,

    Oa Puga Ral Alejandro

    Director de tesis: Ing. Pablo Ortiz

  • 61

    CAPITULO V

    5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    Logrando determinar la necesidad de material didctico y equipo

    para la enseanza de las tecnologas actuales esencialmente en

    vehculos hbridos, al realizar este trabajo hemos llegado a las

    siguientes conclusiones y recomendaciones.

    5.1. Conclusiones:

    El desarrollo de nuestro proyecto ayuda a mejorar nuestros

    conocimientos y los de las futuras generaciones en cuanto a

    tecnologa Hibrida se refiere.

    No existe el material para el estudio necesario de este tipo de

    tecnologa automotriz lo cual nos pone en desventaja con los

    concesionarios del medio.

    Este proyecto ayudara al desarrollo de la universidad en las

    nuevas ramas de la tecnologa Automotriz

    5.2. RECOMENDACIONES

    Incentivar a los estudiantes a auto educarse en estas nuevas

    tecnologas automotrices.

    La universidad debe hacer el gran esfuerzo de conseguir el

    material necesario para el estudio de nuevas tecnologas.

  • 62

    Los profesores de nuestra universidad deben tratar de

    mantenerse actualizados en dichas tecnologas.

    5.3. LINCOGRAFA

    auto.idoneos.com/index.php/Notas_Tecnicas/Toyota_Prius_

    Hibrido (sf)

    es.wikipedia.org/wiki/Toyota_Prius (sf)

    translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http:

    //www.autoshop101.com/forms/Hybrid03.pdf (sf)

    translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http:

    //www.consumeraffairs.com/automotive/toyota_prius_battery.

    html (sf)

    translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http:

    //consumerguideauto.howstuffworks.com/hybrid-batteries-

    none-the-worse-for-wear-cga.htm (sf)

    translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http:

    //www.autoshop101.com/forms/Hybrid15.pdf (sf)

    www.cise.com/portal/notas-tecnicas/item/141-

    bater%C3%ADa-de-alta-tensi%C3%B3n-en-el-toyota-prius-

    h%C3%ADbrido.html (sf)

    www.mecanicavirtual.org/hibridos-prius.htm (sf)

    www.toyota.com/prius-hybrid/specs.html (sf)

    www.toyota.es/cars/new_cars/prius/index.aspx (sf)

    http://auto.idoneos.com/index.php/Notas_Tecnicas/Toyota_Prius_Hibridohttp://auto.idoneos.com/index.php/Notas_Tecnicas/Toyota_Prius_Hibridohttp://es.wikipedia.org/wiki/Toyota_Priushttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.autoshop101.com/forms/Hybrid03.pdfhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.autoshop101.com/forms/Hybrid03.pdfhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.consumeraffairs.com/automotive/toyota_prius_battery.htmlhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.consumeraffairs.com/automotive/toyota_prius_battery.htmlhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.consumeraffairs.com/automotive/toyota_prius_battery.htmlhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/hybrid-batteries-none-the-worse-for-wear-cga.htmhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/hybrid-batteries-none-the-worse-for-wear-cga.htmhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://consumerguideauto.howstuffworks.com/hybrid-batteries-none-the-worse-for-wear-cga.htmhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.autoshop101.com/forms/Hybrid15.pdfhttp://translate.google.com/translate?hl=es&langpair=en|es&u=http://www.autoshop101.com/forms/Hybrid15.pdfhttp://www.cise.com/portal/notas-tecnicas/item/141-bater%C3%ADa-de-alta-tensi%C3%B3n-en-el-toyota-prius-h%C3%ADbrido.htmlhttp://www.cise.com/portal/notas-tecnicas/item/141-bater%C3%ADa-de-alta-tensi%C3%B3n-en-el-toyota-prius-h%C3%ADbrido.htmlhttp://www.cise.com/portal/notas-tecnicas/item/141-bater%C3%ADa-de-alta-tensi%C3%B3n-en-el-toyota-prius-h%C3%ADbrido.htmlhttp://www.mecanicavirtual.org/hibridos-prius.htmhttp://www.toyota.com/prius-hybrid/specs.htmlhttp://www.toyota.es/cars/new_cars/prius/index.aspx
  • 63

    5.4. BIBLIOGRAFA

    ALLER Jos Manuel, MAQUINAS ELECTRICAS

    ROTATIVAS: Introduccin a la Teora General. EDITORIAL

    EQUINOCCIO, caracas Venezuela, 2007

    ANETO-ETAI2000, Manual Prctico del automvil reparacin

    y mantenimiento, Editorial Cultural S.A. ESPAA, 2008

    DZIEIA Werner, KAMMERER Josef, OBERTHUR Wolfgang,

    SIEDLER Hans-Jobst, ZASTROW Peter. Titulo:

    Elektrochnische grundlagen der elektronik lehrbuch.

    Edibosco, Cuenca-Ecuador, 1995

    Teckbook, manual de electricidad automotriz, Haynes, Usa,

    2005

    TOYOTA, Manual de taller del Toyota PRIUS, TOYOTA,

    JAPON, 2009.

    WEG motors & drives, Manual de instalacin y

    mantenimiento de motores elctricos, BVQ, Brasil ,2002

    1. 1

    2. 1

    3. 1

    4. 1

    5. 11

  • 64

    CAPITULO VI

    6. PROPUESTA ALTERNATIVA

    6.1. PROPUESTA

    ELABORACIN DE UN MDULO DIDCTICO PARA LA ENSEANZA,

    DEL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LA BATERA DE 220V DEL

    VEHCULO TOYOTA PRIUS

    6.2. Objetivos:

    6.2.1. Objetivo General

    UTILIZAR EL MODULO DIDACTICO DEL FUNCIONAMIENTO DEL

    SISTEMA DE LA BATERA DE 220V DEL VEHICULO TOYOTA PRIUS

    PARA SU ENSEANZA.

    6.2.2. Objetivos Especficos

    Proporcionar a la universidad el material didctico acerca del

    funcionamiento del sistema de la batera de 220V del vehculo

    Toyota Prius.

    Entregar a los docentes esta gua para la mejor comprensin de los

    estudiantes sobre el funcionamiento del sistema de la batera de

    220V del vehculo Toyota Prius.

  • 65

    6.3. Justificacin e Importancia

    El motivo principal por el cual realizamos este proyecto es el de

    ayudar a las futuras generaciones de nuestra carrera, a contar con el

    material terico-prctico y as reforzar lo aprendido en las aulas de

    nuestra especialidad de Ingeniera en Mantenimiento Automotriz,

    aplicando el Proyecto de esta Propuesta.

    Con el desarrollo de este proyecto y el aporte investigativo, nos

    propusimos a dar solucin en gran parte a los problemas ocasionados

    por la falta de material didctico. Por tal razn, estamos convencidos

    de que esta investigacin beneficiar a toda la comunidad

    Universitaria, principalmente a los estudiantes, a fin de que tengan un

    medio de gua enseanza -aprendizaje, en el desarrollo del estudio

    de nuestra Especialidad, en lo que a vehculos hbridos se refiere, y,

    permitir que los estudiantes consulten y conozcan sobre el

    funcionamiento del sistema de la batera de 220V, y pongan en

    prctica la utilizacin de este mdulo didctico elaborado.

  • 66

    6.4. PROPUESTA TERICA

    6.4.1. Batera alta tensin

    La batera de alta tensin provee un voltaje de 220V en las

    versiones ms modernas, y voltajes mayores para versiones

    anteriores de Prius, y lgicamente estos valores cambian

    dependiendo del fabricante, este voltaje en el caso del Prius

    proviene de un paquete de 14 bateras en serie.

    Imagen N 1

    http://www.diariomotor.com/2009/01/15/toyota-prius-2010-

    imagenes-y-datos-oficiales/

    6.4.2. Ubicacin de la batera de 220V

    La batera de 220V del Toyota Prius est ubicada en la parte

    posterior del vehculo bajo el portaequipaje junto al asiento

    trasero.

    http://www.diariomotor.com/2009/01/15/toyota-prius-2010-imagenes-y-datos-oficiales/http://www.diariomotor.com/2009/01/15/toyota-prius-2010-imagenes-y-datos-oficiales/
  • 67

    Imagen N 2

    http://solohibridos.com/autos/toyota-prius-2-101.html

    6.4.3. Bloque de la batera de alta tensin

    6.4.3.1. Vista conexiones en serie

    Imagen N 3

    Archivo Personal: Ral Oa

    Existen 28 bateras pequeas de 7,89 V cada una y estn

    conectadas en serie de dos en dos para formar 14 paquetes de

    bateras de 15,78V cada uno, y a su vez estn conectados todos

    estos 14 paquetes en serie para generar un total de 220 Voltios.

    http://solohibridos.com/autos/toyota-prius-2-101.html
  • 68

    Este voltaje es entonces el que a continuacin ser utilizado

    en los motores trifsicos que son: el motor-generador MG1, el

    motor-generador MG2 y el motor del aire acondicionado. Pero este

    voltaje requiere ser tambin restablecido y monitoreado

    constantemente por la ECU de la batera, adicionalmente la batera

    se mantiene a una temperatura estable con el fin de no ocasionar

    problemas.

    6.4.3.2. Monitoreo del voltaje de los paquetes

    Imagen N4

    http://www.cise.com/portal/descargas/category/3-

    vehculos-hbridos.html

    Cada paquete de 15, 78 V tiene un monitoreo de voltaje que

    va a la ECU de la Batera, cada monitoreo toma progresivamente la

    suma de los paquetes, de tal forma que el monitoreo del paquete 1

    (VB1) deber medir 15,78 V y ser luego progresivos as:

    VB1=15,78V; VB2=31,42V; VB3=47,20V VB14= 220V

    http://www.cise.com/portal/descargas/category/3-vehculos-hbridos.htmlhttp://www.cise.com/portal/descargas/category/3-vehculos-hbridos.html
  • 69

    De esta forma si por algn motivo se interrumpe alguna serie

    o una serie est en cortocircuito, la ECU de la Batera no ver el

    incremento de voltaje deseado y generara el respectivo cdigo de

    falla.

    Los cables de monitoreo salen de los diferentes puntos de

    medida dispuestos despus de cada serie de dos, o sea, despus

    de cada uno de los 14 paquetes, y llevan este valor a la ECU de la

    batera, adicionalmente en la ECU de la batera tenemos conexin

    a la red CAN, el control del soplador para enfriamiento de la

    batera, los sensores de temperatura de cada paquete de bateras

    y los rels IGCT que son los que posibilitan que la tensin de estas

    bateras salga hacia el compartimento del motor. En este caso

    estos relays son activados por la computadora del sistema hbrido

    HV.

    Imagen N5

    Archivo Personal: Ral Oa

  • 70

    6.4.3.3. Clavija o jumper de seguridad

    Imagen N6

    Archivo Personal: Ral Oa

    La serie de paquetes de bateras llegan a los polos positivo

    y negativo para su distribucin, adicionalmente posee una clavija

    de seguridad (jumper) que abre el circuito al sacarla, esta clavija

    tiene conexin al paquete #5 como se puede apreciar en las

    siguientes fotos:

  • 71

    PAQUET

    E #5

    Imagen N7

    Archivo Personal: Ral Oa

    Imagen N8

    Archivo Personal: Ral Oa

    En el caso del Prius, la conexin en serie se interrumpe

    dejando una seccin de 70V y otra seccin de 150V.

    Adicionalmente el jumper de seguridad tiene un enclavamiento

    mecnico el cual es monitoreado elctricamente por la ECU del

    hbrido que detecta cuando el enclavamiento no est conectado

    correctamente y bloquea el sistema no dejando encender al auto y

    limitndolo a estar en neutro.

  • 72

    Imagen N9

    Archivo Personal: Ral Oa

    El enclavamiento mecnico tiene un puente elctrico que

    informa al mdulo del hbrido que ste se encuentra o no

    enclavado, de esta forma la ECU del hbrido no permitir que entre

    en funcionamiento la ECU de la batera o la bloquear en caso de

    encontrar desconexin.

    Imagen N10

    http://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlist/c

    ategory/38-sistemas-h%C3%ADbridos-

    veh%C3%ADculos-el%C3%A9ctricos.html

    http://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlist/category/38-sistemas-h%C3%ADbridos-veh%C3%ADculos-el%C3%A9ctricos.htmlhttp://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlist/category/38-sistemas-h%C3%ADbridos-veh%C3%ADculos-el%C3%A9ctricos.htmlhttp://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlist/category/38-sistemas-h%C3%ADbridos-veh%C3%ADculos-el%C3%A9ctricos.html
  • 73

    6.4.3.4. Monitoreo de la temperatura

    El paquete completo de bateras posee 3 sensores de

    temperatura (termistores) que llevan informacin de la

    temperatura a la que se encuentran los paquetes a la ECU de la

    Batera.

    Imagen N 11

    Archivo Personal: Ral Oa

    La resistencia del termistor, que est integrada en

    cada sensor de temperatura, vara de acuerdo con los

    cambios de temperatura del conjunto de la batera de 220V.

    Cuanto ms baja sea la temperatura de la batera, ms alta

    ser la resistencia del termistor. A su vez, mientras ms alta

    sea la temperatura, ms baja ser la resistencia.

    Los sensores de temperatura se los puede ubicar en

    los orificios de cualquier batera del conjunto, ya que todas

    disponen del orificio para la ubicacin del sensor.

  • 74

    Imagen N12

    Archivo Personal: Ral Oa

    Adicionalmente las bateras poseen un sistema de

    desfogue de vapores para evitar que los vapores de la

    batera salgan y formen depsitos en las partes elctricas y

    electrnicas cercanas, y tambin un sistema de ventilacin

    que circula alrededor de la batera completa envolvindola

    con aire y posibilitando su enfriamiento.

  • 75

    Imagen N13

    Archivo Personal: Ral Oa

    Imagen N14

    Archivo Personal: Ral Oa

  • 76

    Imagen N15

    http://www.toyota.es/cars/new_cars/prius/gallery.aspx

    La ECU de la batera utiliza los sensores para

    detectar la temperatura del conjunto de bateras. En funcin

    de los resultados de esta deteccin, la ECU de la batera

    regula el soplador. As, el ventilador del soplador se pone en

    marcha cuando la temperatura de la batera HV alcanza un

    nivel previamente determinado, controlado por un mdulo de

    transistor (driver fan) el cual es monitoreado por la ECU de

    la batera que ve el funcionamiento verificando los pulsos

    negativos al motor.

    La ECU de la batera da pulsos al transistor y le

    permite colocar en negativo al motor del soplador.

    http://www.toyota.es/cars/new_cars/prius/gallery.aspx
  • 77

    Imagen N16

    Archivo Personal: Ral Oa

    Imagen N17

    http://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlis

    t/category/38-sistemas-h%C3%ADbridos-

    veh%C3%ADculos-el%C3%A9ctricos.html

    http://www.cise.com/portal/capacitacion/cursos/itemlist/category/38-sistem