domingo, agosto 18, 2019
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Escrito por: Adolfo Rojas, Socio y Gerente de Desarrollo de Negocios en SUSTAINABLEARTH.

Sobre las entregas del articulo: Me anime a escribir un artículo sobre vehículos hídricos y eléctricos por la gran expectativa que se tiene por el ingreso y promoción de estas unidades en nuestro país. He creído conveniente publicarlo en dos entregas, donde me voy a centrar en describir los aspectos generales más resaltantes de estas nuevas tecnologías de vehículos híbridos y eléctricos.

Los motores de combustión interna que se montan en los vehículos híbridos en general consumen combustibles de origen fósil. Los combustibles fósiles más usados son la gasolina, diésel, gas natural vehicular, etc., pero hay que saber diferenciar que los vehículos eléctricos son movidos no por combustible sino por vectores energéticos que son los elementos que se utilizan para transportar y/o almacenar energía como son la electricidad para hacer funcionar los motores eléctricos y las pilas de hidrógeno.

El primer vehículo híbrido comercial fue el Toyota Prius, de ahí a la fecha ya se encuentran en el mercado a nivel mundial varias marcas de vehículos híbridos, eléctricos y de pila de hidrógeno de fabricantes como BYD, BMW, TESLA, NISSAN, VOLVO, KIA, etc.

Los vehículos híbridos de TOYOTA también se caracterizan porque por lo general tiene cuatro modos de conducción, estos son: NORMAL (esta función se carga por default y es donde prima más el uso del motor térmico sobre el motor eléctrico), EV (uso 100% del motor eléctrico) , ECO (prima el uso del motor eléctrico pero se tienen algunas limitaciones de confort como la no activación del aire acondicionado entre otras) y POWER (o modo Sport para una mejor y más dinámica conducción donde prevalece la potencia).

Para lograr el ingreso y promoción de los vehículos eléctricos en el mercado peruano se deberán de tener en cuenta factores como: costo, incentivos, consumo, prestaciones y emisiones. Es muy importante fijar los límites máximos de emisiones por vehículo y fabricante, tal y como se espera que para el 2020 en Europa se pretenda conseguir un máximo de 95 g/km.

Los puntos de recarga y los tiempos de recarga son factores también relevantes. Los fabricantes recomiendan siempre utilizar las cargas lentas de ocho a doce horas y las cargas rápidas de 20 a 40 minutos solo para casos de urgencias. Cuando se analiza el tipo de energía, se debe tener en cuenta la producción de CO2 que se emite desde la fuente primaria al tanque o tramo conocido como WELL TO TANK y desde el tanque a la rueda o tramo conocido como TANK TO WHEEL.

En la actualidad la densidad de energía (entiéndase como la relación de capacidad de almacenamiento por kilogramo expresada en WhxKg y lógicamente con la tendencia a futuro de hacer esto en el menor espacio posible) y el costo por autonomía de las baterías (estando hoy la autonomía promedio entre unos 40 km a 200 km) son otros de los aspectos que juegan un rol muy importante para el despliegue de estas nuevas tecnologías.

Clasificación de los vehículos híbridos y eléctricos

A continuación, se presenta una tabla con la clasificación de vehículos híbridos y eléctricos según la ISO (Organización de Estándares Internacionales):

 

Fuente: Libro Vehículos híbridos y eléctricos, editorial Paraninfo autores Joan Ros y Oscar Barrera.

Características de los Vehículos Eléctricos

UNIDADES DE CONTROL ELECTRÓNICAS: Por la complejidad de las funciones y la forma como se interconectan los sistemas (sean estos de sonido, multimedia, seguridad, puertas, luces, etc.) de los vehículos eléctricos se pueden encontrar hasta 4 topologías para las unidades electrónicas de control o ECU (electronic control units): en línea, anillo, estrella y árbol. Finalmente, estas topologías en su conjunto terminan por interconectarse siempre a una sola unidad de conexión central que tiene un nombre diferente según cada fabricante. La interconexión se hace por medio de cables eléctricos (pudiendo ser un solo cable o cable trenzado), fibra óptica y ondas electromagnéticas (transmisor y receptor).

GRADO DE ELECTRIFICACIÓN: Se debe tener en cuenta el incremento de voltaje en corriente continua y corriente alterna que va desde 5 voltios a 500 voltios. Con más detalle en corriente continua de 12 VDC que se utilizan en vehículos ligeros, 24 VDC en buses y camiones y 48 VDC en vehículos industriales mayores, 5 VDC para la parte electrónica y 200/300/500 VDC para el resto de sistemas de los vehículos híbridos y eléctricos. En corriente alterna de 5/12/80 VAC para los sensores y focos, y 200/300/500 VAC para los vehículos híbridos y eléctricos.

MUY IMPORTANTE: Esto puede significar un grave riesgo para el ser humano (sea este el conductor, pasajero y/o técnico) si se superan los 50 VDC y 50 VAC.

SISTEMA DE RECUPERACIÓN DE ENERGIA O KERS (Kinetic Energy Recovery System): Que es una de las características más sobresalientes con la que cuentan los vehículos eléctricos hoy en día, la cual les permite cargar las baterías de alta tensión (BAT) aprovechando la energía cinética en eventos de frenado y descenso. Los diferentes tipos de KERS pueden ser: mecánicos, hidráulicos, neumáticos y eléctricos.

PRINCIPALES COMPONENTES: Como son las baterías de baja tensión (BBT) y las baterías de alta tensión (BAT), transformadores que hacen de convertidores AC/DC y DC/AC, enchufe para punto de carga exterior y los motores eléctricos de tracción principalmente trifásicos, pero también cabe precisar que algunos fabricantes de vehículos eléctricos incluyen dentro de sus diseños algunos componentes no tan comunes, como es el caso concreto de RENAULT, que adiciona una caja de resistencias que sirve como freno eléctrico de motor.

MUY IMPORTANTE: Las baterías de los vehículos eléctricos pueden ser de litio, níquel o sodio. Las normas y políticas relacionadas con el reciclaje de estas baterías será un gran reto para los países donde se van a promover el uso de los vehículos eléctricos.

Fuente: Libro Vehículos híbridos y eléctricos, editorial Paraninfo autores Joan Ros y Oscar Barrera.

CURVA DE PAR MOTOR Y DE POTENCIA: Las características técnicas más importantes del motor de cualquier vehículo son la curva de par y la curva de potencia. Para calcular la potencia se puede emplear la siguiente fórmula: P=(N*n*2*Pi)/60=(N*n)/9.5 donde P es la potencia expresada en watts, N es el par motor expresado en Newton x metro, n son las revoluciones del motor expresadas en rpm, Pi es igual a 3.1416 y 9.5 es una constante de conversión. En los vehículos eléctricos estas dos curvas se complementan de forma muy favorable.

ESTANDARES DE CONECTORES DE CARGA: Existen en el mercado a nivel muchos tipos de conectores, pero cabe precisar que actualmente en el mercado de vehículos eléctricos son cuatro los estándares y conectores más utilizados. Cada fabricante de vehículos incluirá un tipo específico de estándar y conector y el despliegue de los cargadores fijos en edificios, centros comerciales, centro de trabajos, parqueos públicos y electrolineras van a tener que diseñar sus puntos de carga teniendo en cuenta estos cuatro tipos de conectores. Para mayor detalle se muestra una gráfica a continuación.

Fuente: www.cochelec.com

Comentarios Finales

Como parte de esta primera entrega, he considerado algunos comentarios a manera de introducción, he resaltado las principales características de la clasificación de los vehículos híbridos y eléctricos y he terminado con los aspectos más relevantes de estas nuevas tecnologías. La próxima entrega, la estaré publicando en unas tres semanas aproximadamente.

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