Autos eléctricos

Abstract

An electric vehicle is a vehicle for alternative fuel powered by one or more electric motors. Traction may be provided by wheels or propellers powered by rotary engines, or in other cases use another type of non rotary engines, such as linear motors, inertial motors, or applications of magnetism as a source of propulsion, as in the case of magnetic levitation.

Introducción

Un vehículo eléctrico es un vehículo de combustible alternativo impulsado por uno o más motores eléctricos. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, los motores inerciales, o aplicaciones del magnetismo como fuente de propulsión, como es el caso de los trenes de levitación magnética.

Historia

El coche eléctrico fue uno de los primeros automóviles que se desarrollaron, hasta el punto que existieron pequeños vehículos eléctricos anteriores al motor de cuatro tiempos sobre el que motor diésel y a gasolina

La mejora de la pila eléctrica, por parte de los franceses Gaston Planté en 1865 y Camille Faure en 1881, allanó el camino para los vehículos eléctricos.

Justo antes de 1900, antes de la preeminencia de los motores de combustión interna, los automóviles eléctricos realizaron registros de velocidad y distancia notables, entre los que destacan la ruptura de la barrera de los 100 km/h, de Camille Jenatzy el 29 de abril de 1899, que alcanzó una velocidad máxima de 105,88 km/h.

Los automóviles eléctricos, producidos en los Estados Unidos por Anthony Electric y otros durante los principios del siglo XX tuvieron relativo éxito comercial. Debido a las limitaciones tecnológicas, la velocidad máxima de estos primeros vehículos eléctricos se limitaba a unos 32 km/h, por eso fueron vendidos como coche para la clase alta y con frecuencia se comercializan como vehículos adecuados para las mujeres debido a conducción limpia, tranquila y de fácil manejo, especialmente al no requerir el arranque manual con manivela que si necesitaban los automóviles de gasolina de la época.

A finales de 1930, la industria del automóvil eléctrico desapareció por completo, quedando relegada a algunas aplicaciones industriales muy concretas, como montacargas (introducidos en 1923 por Yale), toros elevadores de batería eléctrica, o más recientemente carros de golf eléctricos, con los primeros modelos de Lektra en 1954.

En 1996, los primeros autos eléctricos de, los primeros autos eléctricos de producción en serie, los EV1 (Electric Vehicle 1), fueron fabricados en los EUA por la GeneralMotors, y circularon por las calles de California.

Eran autos rápidos: pasaban de 0 a 100km/h, ¡En menos de 9 segundos !

¡Y eran muy silenciosos!

Diez años más tarde estos autos del futuro desaparecieron.

En primer lugar, estos autos no podían ser comprados, sólo alquilados. Los contratos de alquiler no fueron, pura y simplemente, renovados.

General Motors recuperó todos los EV1,apesar de la oposición de sus usuarios. Y luego fueron…

DESTRUIDOS!

En1997, Nissan presentó el modelo eléctrico Hypermini en el salón de Tokio. El Municipio de la ciudad de Pasadena (California EUA) adoptó esta coche como vehículo profesional para sus empleados.

En agosto de 2006, expiró el contrato de alquiler de los autos, entre el Municipio de Pasadena y la Nissan.

Nissan recupero todo los autos para ¡DESTRUIRLOS!

Funcionamiento

A diferencia de un motor de combustión interna que está diseñado específicamente para funcionar quemando combustible, un vehículo eléctrico obtiene la tracción de los motores eléctricos.

Alimentación externa del vehículo durante todo su recorrido, con un aporte constante de energía, como es común en el tren eléctrico y el trolebús.

Energía proporcionada al vehículo en forma de un producto químico almacenado en el vehículo que, mediante una reacción química producida a bordo, produce la electricidad para los motores eléctricos. Ejemplo de esto es el coche híbrido no enchufable, o cualquier vehículo con pila de combustible.

Energía eléctrica subministrada al vehículo cuando está parado, que es almacenada a bordo con sistemas recargables, y que luego consumen durante su desplazamiento.

Energía generada a bordo usando energía solar generada con placas fotovoltaicas, que es un método no contaminante durante la producción eléctrica.

BATERÍAS DE IÓN-LITIO

Además de contar con uno o varios motores eléctricos como principal sistema de propulsión, muchos de los modelos de vehículos eléctricos llevan instaladas baterías, normalmente de ión-litio, que se recargan en tomas domésticas. Dependiendo del tipo de coche y de la batería que lleva incorporada, los tiempos de carga son muy diversos desde 8 horas hasta 20 minutos. En ocasiones, suelen incluir un motor de gasolina que actúa como generador de energía para recargar las baterías.

Esquemas eléctricos

ESQUEMA BÁSICO DE UN CARGADOR DE BATERÍA

Los principales componentes son:

• 1. Transformador de corriente alterna de 220 a unos 15 voltios (corriente de carga óptima), traducida a unas dos horas de carga consecutivas.

• 2. Conmutador para abrir o cerrar el primario de la bobina (220V~).

• 3. Conmutador para el secundario (15V~).

• 4. Puente rectificador (formado por 4 diodos polarizados de gran intensidad.

Su funcionalidad es pasar la corriente de alterna a continua, para ello se necesitan 4 diosos, y deben estar conectados dos a dos, positivo con negativo en serie, y luego los extremos positivo y negativo de los extremos de cada par juntos. Así nos encontramos con 4 puntos de conexión, dos en los extremos y 1 en cada punto de conexión en serie. Cada uno de los polos del secundario va a uno de los puntos intermedios de conexión en serie y los bornes del cargador de batería van a los extremos de puente rectificador. (Coincidentes cada uno con paso positivo de corriente y paso negativo respectivamente, con ellos ya se consigue pasar la corriente alterna a continua).

ESQUEMA LE JETRONIC DE BOSCH

Se trata de un sistema mono punto analógico, que tiene como objetivo proveer la mezcla adecuada según el régimen del motor mediante la pulverización del combustible en el múltiple de admisión. Se encarga únicamente de controlar el sistema de combustible.

Este sistema no presenta testigos de fallas en el tablero del conductor ni tampoco ningún tipo de memoria que almacene datos de fallos (característica que es común sin embargo en sistemas digitales).

La unidad de control determina el volumen de combustible necesario a partir de las señales análogas que recibe de los diferentes sensores, regulando así el combustible que liberan las válvulas de inyección.

Entre sus componentes podemos encontrar a la bomba de combustible y el filtro, regulador de presión, válvula de inyección, sensor de posición de la mariposa, caudalímetro para flujo de aire, sensor de temperatura, adicionador de aire, etc.

ESQUEMA ELÉCTRICO DE MOTOR CON INYECCIÓN MULTIPUNTO

CA00 .- Contactor de arranque (llave de contacto)

BB10.- Cajetín de alimentación

BF00.- Caja de fusibles habitáculo

4.- Panel de instrumentos: testigo de diagnosis motor velocímetro y cuentarrevoluciones

1135.- Bobina de encendido

1203.- Contactor de inercia

1210.- Bomba de gasolina

1215.- Electroválvula de purga de canistel

1220.- Termistencia de temperatura refrigerante motor

1240.- Termistencia aire de admisión

1317.- Potenciómetro inyección

1226.- Motor regulación de ralentí y contactor de ralentí

1304.- Relé doble multifunción inyección

1313.- Captador de régimen motor

1315.- Resistencia de inyección

1320.- Centralita de inyección (UCE)

1330.- Inyector de la unidad mono punto

1350.- Sonda de oxigeno (Lambda)

1620.- Captador de velocidad del vehículo

4200.- Contactor de estárter

8007.- Presostato del sistema de aire acondicionado

8015.- Relé corte de compresor mandado por el cajetín de temperatura de agua

8020.- Compresor de aire acondicionado

8035.- Termostato electrónico temperatura habitáculo.

Partes de un motor eléctrico

Emisiones y ruido cero será el cambio más notable que aportarán los autos eléctricos cuando circulen por las ciudades, en un período de 24 meses. El 2011 es la fecha en la que algunos fabricantes, como Chevrolet, Opel, Renault, Nissan o Mitsubishi han previsto lanzar sus primeros modelos.

Hay dos incógnitas por despejar a corto plazo, el precio y la autonomía real de los vehículos eléctricos y a largo plazo, su fiabilidad.

Por ejemplo, el Be Bop lleva un motor eléctrico de 44 kW, con 60 caballos de potencia, que va acoplado a un reductor que hace la función de la caja de cambios. Este sistema de tracción se alimenta de unas baterías de ión-litio que ofrecen una autonomía de 100 kilómetros. Renault prevé que cuando salgan a la venta, las baterías alarguen su autonomía hasta los 160 kilómetros. Las baterías actuales pesan alrededor de 250 kilos y ocupan mucho espacio situadas en el suelo. La recarga se puede hacer en una red doméstica de 220 voltios, en la que se tarda alrededor de 6 horas, o la recarga rápida, que debe ser trifásica y que podría recargar el 80% de las baterías en media hora. El Be Bop no desmerece en absoluto en prestaciones de los modelos urbanos con motor de combustión. Con una velocidad máxima de 130 km/h y una buena aceleración. 

Consumo de un motor eléctrico

Un auto eléctrico consume alrededor de un 90% menos que uno de combustión. Los motores eléctricos destacan por su alta eficiencia a diferentes regímenes de funcionamiento. El futuro de los vehículos eléctricos sin contar con el apoyo de un motor de combustión interna, parece acercarse a las nuevas generaciones de acumuladores químicos con baterías de ión de litio, con mayor densidad de carga y años de vida, que permiten mover motores más potentes y aumentar la autonomía hasta los 400 km.

El gasto energético del motor de un vehículo eléctrico está entre los 10 y los 20 kWh en un recorrido de 100 km. Tomando como ejemplo el consumo anunciado para el Tesla Roadster de 11 kWh/100 km, se puede aproximar la energía con la se tiene que cargar esas baterías para realizar el recorrido. Suponiendo una eficiencia de carga del 85% y una eficiencia del ciclo de descarga del 95%, se tendrán que alimentar las baterías con 13,6 kW*h para esa distancia de 100 km. En España, el coste del kWh para pequeños consumidores es de 0,11€. Por lo tanto, el coste de utilización de un vehículo eléctrico es de 1,5€/100 km. Esto es uno de los puntos fuertes de los vehículos eléctricos a baterías. Si se compara con el consumo de un vehículo equipado con un motor convencional, es ciertamente ventajoso. Incluso el gasto por kilómetro sigue siendo pequeño si se compara con un vehículo híbrido.

Ventajas y desventajas

7.1 VENTAJAS

• Este tipo de vehículo no emite gases contaminantes al medio ambiente.

• No presentan desechos como aceites, filtros, repuestos, etc., que luego podrían contaminar el medio ambiente.

• Pueden ser utilizados de 2 formas: Ya sea con un motor hibrido (usando combustión y electricidad) o solamente uno eléctrico.

• Mientras que en los autos que usan combustible derivado del petróleo, rinden alrededor de 800 Km por estanque siendo eso un costo de 60 dólares, los autos eléctricos rinden 400 Km aproximadamente, los que tienen un costo de 7 dólares.

• DESVENTAJAS

• Poseen poca autonomía, generalmente no más de 8 hrs.

• Necesitan un tiempo de carga, lo que conlleva a que el vehículo este detenido.

• Su batería no puede ser cargada en cualquier lugar.

• Son de baja potencia.

• Son de tamaño pequeño.

• En nuestro país no hay un mercado de repuestos.

• Tiene un alto precio

Bibliografía

[1] http://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctrico

[2] http://www.automovileselectricos.net

[3] http://diagramasde.com/autos

[4] http://www.automovileselectricos.net/esquemas-electricos

[5] http://froggerenelmundo.blogspot.com/2010/02/automoviles-electricos.html

[6] www.donasenyal.com/Autos_Electricos.pps

[7] http://www.slideshare.net/pacoarmero/autos-electricos-7763736

[8] http://www.deperu.com/abc/automovil/707/caracteristicas-de-un-auto-electrico

[9] http://ealternativa.angelfire.com/ELECTRICOS.HTML

[10] http://www.zean.com.ar/?tag=rendimiento-autos-electricos

Autor:

Bryan Salvatierra

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA