Automvil hibrido

Automvil hibrido

Joaqun OnegliaManuel Otero Federico Benavides

ASPECTO HISTRICOEn 1898, Ferdinand Porsche desarroll y dio paso al primer vehculo hbrido elctrico (Lohner-Porsche), que consista en un motor de gasolina que giraba a velocidad constante, alimentando una dinamo (generador elctrico destinado a la transformacin de energa mecnica en elctrica mediante el fenmeno de la induccin electromagntica, generando una corriente continua), para cargar unas bateras elctricas.

El arranque del motor de gasolina se haca mediante la misma dinamo.

Fue presentado en 1900 en unaexposicin en Pars.

ASPECTO HISTRICOAdems

Destruy varios rcords al alcanzar una velocidad de 56 kilmetros por hora.

Tena un rendimiento de 83%.

Se vendieron ms de 300 unidades.

Hubo varias versiones de este auto hasta 1906, cuando se dej de fabricar porque no poda competir con los costos de los coches de gasolina.

ASPECTO HISTRICOParalelamente, haba varios fsicos o ingenieros tambin involucrados en combinar un motor elctrico con uno trmico para observar los resultados de ste. Un ejemplo puede ser el Voiturette de los hermanos Henri y Nicolas Pieper, que consista de un motor de gasolina unido a un motor elctrico debajo del asiento.En estos tiempos lo que ms le interesaba a la gente era la velocidad, en vez de considerarlo como una mejora o prevencin ambiental a futuro. Es por esto que la tecnologa hbrida se emple principalmente en el desarrollo de submarinos hasta fines del siglo XX.

ASPECTO HISTRICOEn la dcada de 1960 un inventor idealista, Victor Wouk, fabric un vehculo hbrido elctrico y a gasolina que sifoneaba gasolina a la mitad del monto de prcticamente todos los coches construidos hasta entonces.En la dcada de 1990, el Toyota Prius y el Honda Insight fueron los primeros coches hbridos con xito en el mercado, ya que tomaron la atencin de los Estados Unidos, que es un pas desesperado por energa.Han sido dos de los pioneros en el concepto del automvil hbrido que prcticamente cambi la manera en que el mundo piensa a los coches.

Toyota Prius

Honda InsightASPECTO TECNOLGICOPermiten aprovechar un 30% de la energa que generan, mientras que un vehculo convencional de gasolina tan slo utiliza un 19%. Esta mejora de la eficiencia se consigue gracias a las bateras, que almacenan energa que en los sistemas convencionales de propulsin se pierde, como la energa cintica, que se escapa en forma de calor al frenar. Muchos sistemas hbridos permiten recoger y reutilizar esta energa convirtindola en energa elctrica gracias a los llamados frenos regenerativos.

La combinacin de un motor de combustin operando siempre a su mxima eficiencia, y la recuperacin de energa del frenado, hace que estos vehculos alcancen un mejor rendimiento que los vehculos convencionales, de forma que se reducen significativamente tanto el consumo de combustible como las emisiones contaminantes. http://www.youtube.com/watch?v=fL1mHgaIcEY

6ASPECTO TECNOLGICOConstitucin bsica Un motor trmico MT, en un extremo del grupo motopropulsor Un motor elctrico MG1 situado a continuacin de MT Un motor elctrico MG2 en el extremo opuesto a MT Un mecanismo de traccin basado en un tren epicicloidal y una cadena de arrastre situado entre MG1 y MG2

Motor hbrido 1NZ de Toyota: a la izquierda el motor trmico, a la derecha de la cadena el motor elctrico de propulsin, a la izquierda de la misma el generador.

Funcionamiento MG1 carga la batera de alto voltaje y pone en marcha al motor trmico MT MG2 es el que arrastra el vehculo en todas las circunstancias, bien solo o bien cooperando con MT, y hace la funcin de generador durante la frenada. Su alimentacin es alterna trifsica.

ASPECTO TECNOLGICOTipos de trenes de propulsin

En el sistema paralelo, el motor trmico es la principal fuente de energa y el motor elctrico acta aportando ms potencia al sistema. El motor elctrico ofrece su potencia en la salida y en la aceleracin, cuando el motor trmico consume ms. Este sistema destaca por su simplicidad, lo que abre la puerta a la posibilidad de implementarlo en modelos de vehculos ya existentes, sin necesidad de diseos especficos, y facilita la equiparacin de su coste al de un vehculo convencional.

ASPECTO TECNOLGICOEn el sistema en serie, el vehculo se impulsa slo con el motor elctrico, que obtiene la energa de un generador alimentado por el motor trmico. El Opel Ampera que se espera que llegue a su produccin en serie en 2011, basado en el Chevrolet Volt, es un hbrido en serie.

ASPECTO TECNOLGICOEn el sistema combinado el motor elctrico funciona en solitario a baja velocidad, mientras que a alta velocidad, el motor trmico y el elctrico trabajan a la vez. El motor trmico combina las funciones de propulsin del vehculo y de alimentacin del generador, que provee de energa al motor elctrico, lo que resta eficiencia al sistema. El Toyota Prius utiliza este sistema.

ASPECTO TECNOLGICO

ASPECTO TECNOLGICOAsimismo pueden clasificarse en:

Regulares, que utilizan el motor elctrico como apoyo.

Enchufables, (tambin conocidos por sus siglas en ingls PHEVs), que emplean principalmente el motor elctrico y que se pueden recargar enchufndolos a la red elctrica.

Aunque la tecnologa para fabricar un vehculo hbrido es bastante obvia: un generador de combustin interna recarga las bateras cuando el ordenador de a bordo detecta que estas se han agotado. Ni siquiera se necesita que dicho generador mueva las ruedas, el altsimo par de los motores elctricos moviendo las ruedas evita incluso el uso de una transmisin y un embrague.ASPECTO TECNOLGICOTipos de vehculosAutobuses: fabricados por Castrosua, principalmente el Tempus.Coches: Toyota Prius Honda Civic Hybrid Ford Escape Hybrid Toyota Camry Hybrid Toyota Highlander Hybrid Honda Accord Hybrid Honda Insight Nissan Altima Hybrid Lexus HS 250h Mercedes S400 BlueHybrid Chevrolet Silverado/GMC Sierra Hybrid Cadillac Escalade Hybrid Chevrolet Malibu Hybrid Chevrolet Tahoe Hybrid GMC Yukon Hybrid.ASPECTO TECNOLGICO

ASPECTO TECNOLGICO

Autobus tempus, chevrolet malibu hybrid (el de la derecha), honda insight (la d la izquierda)

15ASPECTO TECNOLGICO

Autobus tempus, chevrolet malibu hybrid (el de la derecha), honda insight (la d la izquierda)

16ASPECTO COMPARATIVOLa cadena cinemtica

Un vehculo clsico toma energa que se encuentra almacenada en uncombustible (gasolina) y que es liberada mediante la combustin en el interior de un motor trmico.

Por el otro lado, el motor elctrico esta combinado con el motor de gasolina, que es una alternativa de vehculos propulsados por energa fsil procedente de fuentes no renovables.

ASPECTO COMPARATIVOLa potenciaLos automviles normalmente tienen motores de combustin interna que rondan entre los 60 y 180CV de potencia mxima. Esta potencia se requiere en situaciones particulares, tales como aceleraciones a fondo, etc. El hecho de que la mayora del tiempo dicha potencia no sea requerida supone un derroche de energa, puesto que sobredimensionar el motor para posteriormente emplearlo a un porcentaje muy pequeo de su capacidad sita el punto de funcionamiento en un lugar donde el rendimiento es bastante malo.El hecho de desarrollar una potencia muy inferior a la que el motor puede dar supone un desperdicio por dos motivos: por una parte se incurre en gastos de fabricacin del motor superiores a lo que requerira realmente, y por otra, el rendimiento de un motor que pueda dar 100 caballos cuando da slo 20 es muy inferior al de otro motor de menor potencia mxima funcionando a plena potencia y dando esos mismos 20 caballos. Este segundo factor es el principal responsable de que el consumo urbano de un mismo vehculo equipado con un motor de gran potencia consuma, en recorridos urbanos, muchsimo ms que uno del mismo peso equipado con un motor ms pequeo. En conclusin, el motor ha de ser el capaz para el uso al que se destina.ASPECTO COMPARATIVOLa eficiencia

Dado que el mayor consumo de los vehculos se da en ciudad, los motores hbridos constituyen un ahorro energtico notable, mientras que un motor trmico necesita incrementar sus revoluciones para aumentar su par.

El motor elctrico tiene solo un par (fuerza del motor) constante, es decir produce la misma aceleracin al comenzar la marcha que con el vehculo en movimiento.

Otro factor del rendimiento de un motor trmico es la forma de detener el vehculo. sta detencin se realiza mediante un proceso tan ineficiente cmo es disipar y desaprovechar la energa en forma de movimiento,energa cintica, que lleva el vehculo para transformarla encalorliberado intilmente al ambiente.ASPECTO COMPARATIVOLa eficiencia

De ac donde el sistema hbrido toma su mayor inters. Por una parte combina el pequeo motor trmico de buen rendimiento y por tanto bajo consumo y emisiones contaminantes, con un sistema elctrico capaz de realizar dos funciones vitales:

Por una parte desarrolla el suplemento extra de potencia. Por otra, no supone en absoluto ningn consumo extra de combustible. Al contrario, supone un ahorro, puesto que la energa elctrica es obtenida a base de cargar las bateras.

Adems, no slo aporta potencia extra, sino que posibilita emplear la propulsin elctrica en arrancadas tras detenciones prolongadas (semforos por ejemplo) o aparcamientos y mantener el motor trmico parado en stas situaciones.ASPECTO COMPARATIVOLa eficiencia

En conclusin, desde el punto de vista de la eficiencia energtica, el vehculo hbrido representa un beneficio nunca antes alcanzado con mayores ventajas que un motor trmico.

Sin embargo, al ser el precio muy alto, no contribuye a concienciar a la poblacin para un ahorro energtico.

Los costos actuales de produccin de bateras, el peso de las mismas y la escasa capacidad de almacenamiento limitan an su empleo generalizado.

ASPECTO COMPARATIVOEl problema del almacenamiento en las bateras

El gran problema actual con el que se encuentra el motor elctrico para sustituir al trmico en el vehculo es la capacidad de acumulacin de energa elctrica, que es muy baja en comparacin con la capacidad de acumulacin de energa en forma de combustible.

Aproximadamente, 1 kg de bateras puede almacenar la energa equivalente de 18 gramos de combustible.

ASPECTO COMPARATIVOEl problema del almacenamiento en las bateras

No obstante, los motores elctricos han demostrado capacidades de sobra para impulsar otros tipos de mquinas, comotrenesy robots de fbricas, puesto que pueden conectarse sin problemas a lneas de corriente de alta potencia. Sin embargo, las capacidades de almacenamiento energtico en un vehculo mvil obligan a los diseadores a usar una complicada cadena energtica hibrida, que aumenta su precio.

Ventajas y desventajas del motor hbrido

DesventajasToxicidad de las bateras que requieren los motores elctricos.Utilizacin importante de materias escasas.Mayor peso que un coche convencional, y por ello un incremento en la energa necesaria para desplazarlo.Ms complejidad, lo que dificulta las reparaciones del mismo.El precio.

VentajasMayor eficiencia en el consumo de combustibleReduccin de las emisiones contaminantesMenosruidoque un motor trmico.Mspary ms elasticidad que un motor convencional.Respuesta ms inmediata.Recuperacin de energa en desaceleraciones (en caso de utilizarfrenos regenerativos).Mayor autonoma que un elctrico simple.Mayor suavidad y facilidad de uso.En recorridos cortos, puede funcionar sin usar el motor trmico, evitando que trabaje en fro y disminuyendo el desgaste.muy difcil que se quede sin batera por dejarse algo encendido. La potencia elctrica extra tambin sirve para usar algunos equipamientos, como elaire acondicionado, con el motor trmico parado.Descuento en el seguro, por su mayor nivel de eficiencia y menor grado de siniestralidad.