Segunda parte de los principios de la movilidad electrica automotriz

1. Autos eléctricos
vs Autos con
motor de
combustión
interna

2. Auto con motor de
combustión interna
Quema combustible
Auto eléctrico EV Funciona con
electricidad
Los dos tipos de autos tienen diferencias marcadas,
pero tambien tienen muchos componentes en comun

3. Vehiculo con motor de combustion interna Vehículo eléctrico EV
Combustible de alta energía específica Baja energía específica de la batería.
Emite gases de efecto invernadero Sin emisiones de escape
Recorrido >600 km/llenado Viaja <250 km/carga
Tiempo de recarga corto (<5 min.) Tiempo de carga prolongado (0,5 a 8 h.)
El tanque de combustible ocupa relativamente poco espacio La batería ocupa mucho espacio
El peso del combustible es bajo. Las baterías son muy pesadas.
Mayor coste de mantenimiento Menor costo de mantenimiento
La energía de frenado no se recupera Puede recuperar energía de frenado
Costo de funcionamiento: alto Costo de funcionamiento: bajo
Eficiencia energética: 30% Eficiencia del motor: 80%
Necesita un sistema de engranajes complejo Sólo necesita una marcha
Operación ruidosa Funcionamiento silencioso
Amplia infraestructura de recarga Carencia de infraestructura de carga
Necesidad de aumentar la velocidad para ofrecer el par máximo Produce par máximo
Utiliza sólo hidrocarburos Utiliza electricidad de muchas fuentes.

10. Tipos de vehiculos
eléctricos

11. Comparación de las diferencias entre vehículos eléctricos
Tipos de vehiculo
electrico
Híbrido HEV Vehículo eléctrico
híbrido enchufable
PHEV EREV
Puramente con
bateria, eléctrico
EV
Vehículos eléctricos
de pila de
combustible
FCEV
Fuente de
alimentación
Motor eléctrico-
Motor de
combustión interna
Motor eléctrico-
Motor de
combustión interna
Motor eléctrico Motor eléctrico
Energía eléctrica Medio Alto Todo Todo
Capacidad de la
batería
Medio (< 10 kWh) Alto (15 kWh
aproximadamente)
Muy alto (40 kWh
aproximadamente)
Bajo
fuente de energía y
equipo básico
Gasolinera Gasolinera, estación
de carga y red de
energía electrica AI
estación de carga y
red de energía
electrica
Producción y
transmisión de
hidrógeno de
estaciones de
servicio

12. Comparación de las diferencias entre vehículos eléctricos
Características Baja contaminación,
mayor economía de
combustible que el
motor de
combustión interna,
largo kilometraje,
precio más alto del
vehículo que los
vehículos de
petróleo puro.
Baja contaminación,
mayor economía de
combustible que el
motor de
combustión interna,
alcance largo de
manejo, precio más
alto del vehículo que
los vehículos de
petróleo puro.
Cero contaminación
al conducir, alta
eficiencia energética,
no depende
completamente del
petroleo, rango corto
de killmetraje, precio
más alto del vehículo
que los vehículos de
petróleo puro.
Cero contaminación
al conducir, alta
eficiencia energética,
no depende
completamente del
petroleo, rango mas
largo de killmetraje,
precio más alto del
vehículo que los
vehículos de
petróleo puro.
Tema principal Gestión de la energía
y optimización del
tamaño y gestion de
la bateria
Gestión de la energía
y optimización del
tamaño y gestion de
la bateria
Bateria, gestion de la
bateria, estacion de
carga
La pila de
combustible cuesta
hidrógeno,
Costos del
almacenamiento del
hidrógeno,
Infraestructura del
hidrógeno.

13. Tecnología híbrida

14. “Híbrido” es un vehículo con dos o
más fuentes de energía, utilizan un
motor de combustión interna
normal combinado con un motor
eléctrico, pero la forma en que
funcionan juntos significa que
existen varios tipos diferentes de
configuración híbrida.

15. Componentes principales del
vehículo híbrido

19. Número Componente Descripción
1 Batería auxiliar de 12 V Suministra electricidad a los componentes eléctricos.
2 Paquete de baterías para vehículos híbridos
(HV)
Suministra energía eléctrica a MG1 y MG2 de acuerdo
con las condiciones de conducción del vehículo.
Recargado por MG1 y MG2 de acuerdo con el SOC y las
condiciones de conducción del vehículo.
3 Cables de alimentación Conecta la batería HV, el inversor con el conjunto del
convertidor, el conjunto del transeje del vehículo
híbrido y el compresor con el conjunto del motor.
4 Inversor/ convertidor Convierte la corriente continua del convertidor elevador
en corriente alterna para MG1 y MG2, y viceversa (de
CA a CC).
Aumenta el voltaje nominal de la batería

20. Número Componente Descripción
5 Motor de gasolina Proporciona dos funciones: 1) Propulsa el vehículo. 2)
Alimenta el generador para recargar la batería del HV. El
motor arranca y se detiene bajo el control de la
computadora del vehículo.
6 Motor eléctrico MG2, que es impulsado por energía eléctrica de MG1 y
la batería HV, genera fuerza motriz para las ruedas
motrices. • Durante el frenado, o cuando no se pisa el
pedal del acelerador, se genera electricidad de alto
voltaje para recargar la batería del HV.
7 Generador eléctrico El MG1, impulsado por el motor, genera electricidad de
alto voltaje para hacer funcionar el MG2 y cargar la
batería del HV. Además, funciona como motor de
arranque para arrancar el motor.
8 Compresor de A/C ( con inversor) Compresor motor trifásico de alta tensión AC accionado
eléctricamente.

21. Número Componente Descripción
9 Convertidor DC-DC para batería auxiliar de 12
voltios
Reduce el voltaje nominal de la batería HV de CC 201,6
a aproximadamente CC 14 V para suministrar
electricidad a los componentes eléctricos, así como
para recargar la batería auxiliar.
10 Tanque de combustible y línea de combustible El tanque de combustible proporciona gasolina a través
de una línea de combustible al motor. La línea de
combustible pasa por debajo del centro del vehículo.

22. Arquitectura de los vehículos híbridos

23. Es la forma en que un
vehículo híbrido emplea
sus recursos energéticos
para conseguir su
movimiento.
Se pueden identificar las
siguientes arquitecturas:

24. Serie
El motor de combustión acciona un generador eléctrico en
lugar de impulsar directamente las ruedas. El motor eléctrico
es el único medio de proporcionar potencia a las ruedas. El
generador carga la batería y alimenta un motor eléctrico que
mueve el vehículo. Cuando se requieren grandes cantidades
de energía, el motor extrae electricidad tanto de las baterías
como del generador.

26. Ventajas Desventajas
sistema sencillo sin complejidad de conexión depende totalmente de la fuente de alimentación de
la batería
No se requiere un sistema de transmisión, embrague
o convertidores ya que el motor eléctrico impulsa el
engranaje reductor para el movimiento.
Las conversiones de energía que ocurren en cada
etapa dan como resultado una pérdida general de
eficiencia
Funciona como un vehículo eléctrico Los dispositivos de propulsión deben dimensionarse
para soportar los requisitos máximos de potencia. En
el caso de condiciones de capacidad de pendiente
larga, el rendimiento del vehículo es deficiente. Por lo
tanto, en esta situación se requiere un motor potente,
lo que encarece la serie HEV.
Ayuda a reducir las emisiones de gases nocivos Puede requerir una batería y un motor con una gran
capacidad para satisfacer sus necesidades de energía,
lo que aumenta el peso del vehículo y disminuye el
rango de conducción general del vehículo
Para viajes cortos ya que se utiliza el correspondiente
motor IC de menor potencia.

28. Paralelo
Permite que tanto el motor eléctrico como el MCI entreguen energía
para impulsar el vehículo en paralelo, es decir, el MCI y el motor
pueden impulsar, respectivamente, o juntos.
Existe una relación mecánica entre el MCI y la transmisión, a diferencia
del serie.

29. A velocidades superiores a 40 km/h, sólo funciona el motor térmico.
Si se necesita más energía (durante la aceleración o a alta velocidad), el
motor eléctrico comienza a trabajar en paralelo al motor térmico,
consiguiendo mayor potencia.
Si se requiere menos energía, se utiliza el exceso de energía para cargar
las baterías.

31. Ventajas Desventajas
La eficiencia general es alta en distancias largas. Tiene un diseño complejo.
Gran flexibilidad para cambiar entre energía eléctrica y
MCI
No funciona en un rango estrecho de RPM, por lo que la
eficiencia es baja a baja velocidad de rotación.
En comparación con los híbridos en serie, el motor
eléctrico puede ser menos potente que el ICE, ya que
ayuda a la tracción

33. Serie-paralelo
Combina las características de los HEV en serie y en paralelo,
añadiendo un enlace mecánico adicional entre el MCI y la transmisión.
Se añade un generador adicional en comparación con el híbrido en
paralelo entre el MCI y el convertidor de corriente.
Este sistema divide la potencia del motor en dos rutas: una va al
generador para generar electricidad y la otra va a las ruedas mediante
un sistema de engranajes mecánico.

35. Ventajas Desventajas
El motor puede impulsar las ruedas directamente (como
en el tren motriz paralelo) y desconectarse
efectivamente, con solo el motor eléctrico
proporcionando energía
Este sistema genera costos más altos que un híbrido
paralelo puro, ya que requiere un generador, un paquete
de baterías más grande y más potencia electrónica para
controlar los dos sistemas.
Con las opciones de sólo gasolina y sólo eléctricas, el
motor funciona con una eficiencia casi óptima con mayor
frecuencia.
Control complejo
A velocidades más bajas, funciona más como un vehículo
de serie, mientras que a velocidades altas, donde la
transmisión de serie es menos eficiente, el motor toma el
control y se minimiza la pérdida de energía.

39. Vehículos eléctricos híbridos
enchufables PHEV

40. Hay dos configuraciones
híbridas enchufables
básicas:
Serie, también llamados
vehículos eléctricos de
autonomía extendida (REEV).
Para viajes cortos, es posible
que estos vehículos no utilicen
gasolina en absoluto.
Paralelos o combinados. Tanto
el motor como el eléctrico
están conectados a las ruedas
e impulsan el vehículo en la
mayoría de las condiciones de
conducción.

43. Tecnología de
propulsión híbrida
suave MHEV
https://www.seg-automotive.com/48v/mild-hybrid-technology/

44. El motor principal es el motor de combustión. El motor
eléctrico sirve principalmente para mejorar la
eficiencia: la energía de frenado se recupera, se
almacena en una pequeña batería de 48 V (~0,5 - 1
kWh) y se utiliza para generar par adicional y alimentar
el sistema eléctrico de a bordo.
https://www.seg-automotive.com/48v/mild-hybrid-
technology/

45. https://www.carmagazine.co.uk/hybrid/what-is-a-mild-hybrid-car-/