LA TECNOLOGÍA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO: CONFIGURACIONES Y … · 2012-02-14 · REQUERIMIENTOS DE...

Instituto Universitario de Investigación del Automóvil

martes, 03 de mayo de 2011

LA TECNOLOGLA TECNOLOGÍÍA DEL VEHA DEL VEHÍÍCULO CULO ELELÉÉCTRICO: CONFIGURACIONES Y RETOSCTRICO: CONFIGURACIONES Y RETOS

TECNOLTECNOLÓÓGICOSGICOS

JosJoséé MMªª LLóópez Martpez Martííneznez

martes, 03 de mayo de 2011 2

VEHVEHÍÍCULOS HCULOS HÍÍBRIDOS Y ELBRIDOS Y ELÉÉCTRICOS: TECNOLOGCTRICOS: TECNOLOGÍÍAS Y RETOSAS Y RETOS

1.1. INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

2.2. VEHVEHÍÍCULOS HCULOS HÍÍBRIDOS (VHE)BRIDOS (VHE)

3.3. VEHVEHÍÍCULOS ELCULOS ELÉÉCTRICOS (VE)CTRICOS (VE)

4.4. BATERBATERÍÍASAS

5.5. MOTORES ELMOTORES ELÉÉCTRICOSCTRICOS

6.6. REQUERIMIENTOS DE DISEREQUERIMIENTOS DE DISEÑÑO ESTRUCTURALO ESTRUCTURAL

7.7. SUMINISTRO DE ENERGSUMINISTRO DE ENERGÍÍA ELA ELÉÉCTRICA.CTRICA.

8.8. CONCLUSIONESCONCLUSIONES


INTRODUCCIÓN


INTRODUCCIÓN

10% Gas Natural, 8% Biocombustible, 5% Hidrógeno …2020


UNA COMBINACIÓN DE UN SISTEMA DE PROPULSIÓN CONVENCIONAL Y UN SISTEMA DE PROPULSIÓN ELÉCTRICO, INCLUYENDO UN DISPOSITIVO DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA.

•CONFIGURACIÓN EN SERIE

•CONFIGURACIÓN EN PARALELO

•CONFIGURACIÓN COMPLEJA

GRADO DE HIBRIDACIÓN:BAJAMEDIA ALTAVHE ENCHUFABLES

INCREMENTA LA EFICIENCIA DEL CONJUNTO


Configuración de un VHE en serie.

Generadory

Convertidor

BATERÍA

Motory

Convertidor

Tra ns

mis ión

DIF

MOTOR TÉRMICO

Las flechas en negro corresponden a conexiones mecánicas

FUNCIONAMIENTO ÓPTIMO DEL MCITRANSMISIÓN MECÁNICA MÁS SIMPLEINSTALACIÓN SEPARADA DE AMBOS MOTORES


Configuración de un VHE en paralelo.


BATERÍAMOTOR

ELÉCTRICO

Tran smisi

ónDIF

EMBRAGUES

MENORES REQUERIMIENTOS DE POTENCIA PARA AMBOS MOTORES.MAYOR COMPLEJIDAD DEL CONTROL Y ACOPLAMIENTOS MECÁNICOS.


Configuración de un VHE compleja.


Generadory

Convertidor

BATERÍAS

Motory

Convertidor

Tra nsm isió n

DIF

•COMBINACIÓN SERIE-PARALELO•ENGRANAJE PLANETARIO•VENTAJAS DE AMBAS CONFIGURACIONES•MAYOR COMPLEJIDAD


Principales ventajas e inconvenientes de los vehículos híbridos.

VENTAJAS INCONVENIENTES

Recuperación de parte de la energía durante las

deceleraciones (frenado regenerativo)

Mayor peso que un vehículo convencional debido,

fundamentalmente, al peso añadido por el motor

eléctrico y las bateríasMenor consumo y

emisiones de CO2

Más complejo, más posibilidad de averías

El motor térmico tiene una potencia más ajustada al

uso habitual.

Mayor coste en comparación con los

vehículos convencionales


Esquema de una configuración de VEHÍCULO ELÉCTRICO.

αSISTEMA PROPULSIVO

BATERÍAConvertidor

PotenciaMotor

Eléctrico

Tran

smis

ión

FUENTECARGA

Tracción

Freno regenerativo

ControladorElectrónico

Inverter

UTILIZA EXCLUSIVAMENTE ENERGÍA ELÉCTRICAFUENTE EXTERNA DE ENERGÍAALMACENAMIENTO EN BATERÍAS (ELECTROQUÍMICA)


ME

1

E CC D ME R D

2 3

ME

R

D

4

R

ME

ME

R

5

R

R

ME

ME

6

ME

ME

ME

E

R

D

CC

Motor eléctrico

Caja de Cambios

Embrague

Diferencial

Reductor

12

Configuraciones

Fuente: “The state of the art of electric and hybrid vehicles”

Configuraciones vehículos eléctricos


RENDIMIENTO DE LA PLANTA DE POTENCIA

Pozo al tanque Combustible

(η =80%)

Motor Térmico

(η= 18%)

Motor Térmico

(η = 22%)

Generador (η = 90%)

Batería Carga

(η =85%)

Batería Descarga (η =85%)

Motor Eléctrico (η= 90%)

Pozo al tanque Electricidad

(η =37%)

VEHÍCULO CONVENCIONAL

VEHÍCULO HÍBRIDO

VEHÍCULO ELÉCTRICO

ETAPA 1

Pozo al Tanque

0.80 0,80 0,37

ETAPA 2

Tanque a Rueda

0,16 0,24 0,80

1⊗ 2 0,13 0,19 0,30


Impacto en el ciclo de vida


Ventajas y requerimientos para el futuro de los VE.

Ventajas de los VE Requerimientos de los VE para su penetración

en el mercado

CO2

neutro

utilizando

energía renovableAseguramiento

de

un

nivel

autonomía adecuadoAlto

rendimiento

del

sistema

propulsorSeguridad

en

el

sistema

de

almacenamiento

de

energía eléctrica

Bajo coste de operación Amplia

disponibilidad

de

puntos

de carga

Funcionamiento silencioso Tiempos de carga aceptablesPosibilidad

de

utilización

de

la

red eléctrica existenteDisponibilidad

de

energías

renovables para

el

suministro

a

vehículosEmisiones

cero

en

el

punto

de

usoReducción

del

coste

inicial

de

las

baterías y otros componentes.


AUTONOMÍA

BATERÍAS•DENSIDAD DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA•TIEMPOS DE RECARGA•NÚMERO DE CICLOS DE RECARGA•SEGURIDAD, PESO Y COSTE

MOTORES•MÁS ADAPTADOS A APLICACIONES VEHÍCULARES•MAYOR EFICIENCIA

ASEGURAMIENTO DEL SUMINISTRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA•PUNTOS DE RECARGA•(“MIX” ENERGÉTICO)


REQUERIMIENTOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL

Rueda-Motor de Siemens Rueda-Motor de Michelin

Fuente: GM

Fuente: MICHELINFuente: WorldAutoSteel

Fuente: WorldAutoSteel


Vehículo pila de combustible


CONCLUSIÓN: Áreas de aplicación de los sistemas convencionales y alternativos

PILA DE COMBUSTIBLEPILA DE COMBUSTIBLE

PURO ELÉCTRICO

VEHÍCULO PLUG-IN

VEHÍCULO HÍBRIDO

VEHÍCULO CONVENCIONAL

Fuente: EUCAR

URBANOCOMARCALAUTOPISTA


Proyecto EPISOL

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GRACIAS POR SU ATENCIGRACIAS POR SU ATENCIÓÓNN

JosJoséé MMªª LLóópez Martpez Martííneznez

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