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