Pintacostitucion Del Vehiculo Hibrido.docx

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

CONSTITUCIÓN DEL VEHÍCULO HIBRIDO NOMBRE:

Alex Pinta

DOCENTE: ING. GERMAN ERAZO ASIGNATURA

NRC

OPTATIVA I

2951

OCTUBRE-FEBREERO 2019

OBJETIVOS General 

Investigar acerca de los vehículos híbridos, la constitución de los mismos, conexiones baterías y voltajes que manejan este tipo de automóviles.

Específicos 

Realizar una investigación acerca de los vehículos híbridos y su forma de funcionamiento.



Identificar las principales fórmulas de carga y descarga de la batería de los vehículos eléctricos.



Realizar el correspondiente informe en donde se evidencie todo lo investigado acerca de automóviles híbridos.

INTRODUCCIÓN

1. Constitución del vehículo Hibrido

1.1.Constitución básica de un Motor Híbrido. A la izquierda se encuentra el motor térmico, a la derecha de la cadena el motor .

eléctrico de propulsión, a la izquierda de la misma el generador. Está constituido por: ~ Un motor térmico (MT), que se encuentra ubicado a un extremo del moto propulsor. ~ Un motor MG1 localizado después del MT. ~ Un motor MG2 ubicado en el extremo opuesto al MT. ~ Un mecanismo de tracción basada en un tren epicicloidal (o tren de

engranajes).

y una cadena de arrastre.

MG1: Es un motor de arranque y no proporciona fuerza motriz, puede cargar el paquete de baterías o encender otros motores eléctricos.

MG2: Es un motor que produce fuerza y es eléctrico y a gasolina, la fuerza es transmitida a las ruedas mediante una transmisión continua variable de engranes. (analisisvhe.blogspot.com, s.f.)

1.2.Funcionamiento de un vehículo hibrido Los autos híbridos poseen una combinación de energía de un motor de gasolina y un motor eléctrico para producir un mejor desempeño y producir bajas emisiones de gases.

Figura 1. Esquematización del motor Hibrido del vehículo Toyota Prius

Figura 2. Esquematización del Vehículo Hibrido del vehículo Toyota Prius

Figura 3. Pack de batería

Cuando el auto se encuentra sin moverse y las baterías están cargadas el motor a gasolina se apaga para evitar y ahorrar el consumo de combustible, cuando el vehículo comienza a moverse utiliza la energía almacenada en las baterías para accionar a motor eléctrico este mismo funcionamiento es para baja y media velocidad, cuando se aumenta la velocidad el generador de combustión interna se enciende , cuando se tienen condiciones normales de manejo un sistema inteligente mantiene el balance energético entre el motor de gasolina y el motor eléctrico cuando se frena el motor eléctrico funciona como un generador y transforma la energía cinética en energía eléctrica que se almacena en las baterías , al detenerse el vehículo el motor de gasolina como el motor eléctrico se detienen completamente, cuando el vehículo está rebasando o se encuentra en un camino ascendente los dos motores entran en funcionamiento entregando potencia a las ruedas para generar la mayor fuerza motora posible luego el excedente de energía generada es almacenada en las baterías, en el momento de una desaceleración frenada o que el vehículo se encuentre en un camino descendente el motor a gasolina se apaga y el motor eléctrico trabaja como un generador y la energía cinética es transformada en energía eléctrica que es almacenada en las baterías. (analisisvhe.blogspot.com, s.f.)

Figura 4. Esquematización de la constitución del Vehículo Hibrido del vehículo

2. Medición de voltaje La batería de alta tensión provee un voltaje de 220 V en las versiones más modernas, y voltajes mayores para versiones anteriores del Prius, y lógicamente estos valores cambian dependiendo del fabricante, este voltaje en el caso del Pruis proviene de un paquete de 14 baterías en serie dispuestos así.

Figura 5. Batería Prius

Existen 28 baterías pequeñas de 7,89 V cada una y están conectadas en serie de dos en dos para formar 14 paquetes de baterías de 15,78V cada una y a su vez están conectados todos estos 14 paquetes en serie para generar un total de 220 Voltios. Este voltaje es entonces el que a continuación será utilizado en los motores trifásicos que son el motogenerador MG1, el motogenerador MG2 y el motor del aire acondicionado. Este voltaje requiere ser también restablecido y monitoreado constantemente por la ECU de la batería, adicionalmente la batería debe mantenerse a temperatura que no ocasione problemas.

Figura 6. Medición de voltaje.

El paquete completo de batería posee 3 o 4 sensores de temperatura (termistores) que llevan información a la ECU de la Batería de la temperatura a la que se encuentra la batería (un sensor superior y dos inferiores). Adicionalmente las baterías poseen un sistema de desfogue de vapores para evitar que los vapores de la batería salgan y formen depósitos en las partes eléctricas y electrónicas cercanas, y también un sistema de ventilación que circula alrededor de la batería completa envolviéndola con aire y posibilitando su enfriamiento. Los 3 sensores de temperatura de la batería se encuentran en la parte inferior del conjunto de la batería HV. La resistencia del termistor, que está integrada en cada sensor de temperatura de la batería, varía de acuerdo con los cambios de temperatura del conjunto de la batería HV. Cuanto más baja sea la temperatura de la batería, más alta será la resistencia del termistor. A su vez, mientras más alta sea la temperatura, más baja será la resistencia. 3. Cuestionario 1. ¿Cuál es el orden de conexión de los relés de una batería de un auto hibrido? Es de atrás hacia delante conectándose secuencialmente. 2. ¿Cuáles son las ventajas de un vehículo hibrido? Las principales ventajas de un vehículo hibrido son la eficiencia de combustible y menor emisiones de gases contaminantes para el medio ambiente 3. ¿En qué consiste la configuración en paralelo de los vehículos híbridos? Se basa en un motor de combustión interna usado en paralelo con un motor eléctrico para accionar el vehículo, el motor eléctrico también puede ser usado como generador para cargar la batería. 4. ¿Cuáles son las condiciones que presentan estos vehículos cuando están en carretera? En la etapa de inicio solo está activado el motor eléctrico, cuando está en una condición ordinaria el vehículo está funcionando tanto el motor eléctrico como el de combustión interna, en una pendiente funcionan los dos motores, pero cuando desciende solo funciona el motor eléctrico.

5. ¿El torque es más elevado en un motor de combustión interna o en un motor eléctrico? El torque es más elevado en un motor de combustión interna. 4. Cálculos de corriente y carga Ejercicios: Carga de 2 A por una hora y 10 minutos. 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝐼(𝐴) ∗ 𝑇(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 2(𝐴) ∗ (1 + 0.16)(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 2.32𝐴ℎ Carga de 10 A por tres horas y 10 minutos. 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝐼(𝐴) ∗ 𝑇(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 10(𝐴) ∗ (3 + 0.16)(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 31.6𝐴ℎ

Carga de 5 A por una hora y 20 minutos. 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 𝐼(𝐴) ∗ 𝑇(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 5(𝐴) ∗ (1 + 0.16 ∗ 2)(𝐻) 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 = 33.2𝐴ℎ Cálculos del estado de carga SOC Ejercicios: Carga de 2 A por una hora y 10 minuto, capacidad de la batería =6.5Ah 𝑆𝑂𝐶% = 𝐼(𝐴) ∗ 𝑇(𝐻) ∗ 100/𝐶𝑎𝑝𝐵 𝑆𝑂𝐶% = 2(𝐴) ∗ (1 + 0.16)(𝐻)*100/6.5Ah 𝑆𝑂𝐶% = 35.69%

Carga de 3 A por tres horas y 10 minutos, capacidad de la batería =6.5Ah 𝑆𝑂𝐶% = 𝐼(𝐴) ∗ 𝑇(𝐻) ∗ 100/𝐶𝑎𝑝𝐵 𝑆𝑂𝐶% = 3(𝐴) ∗ (3 + 0.16)(𝐻)*100/6.5Ah 𝑆𝑂𝐶% = 25.6%

CONCLUSIONES 

Para realizar el proceso de descarga se necesita conectar unos consumidores que descarguen bien la batería para evitar cualquier inconveniente.



Para cargar la batería se debe conectar el cargador de la misma manera dejar que se cargue 1 hora hasta que se cargue completamente

RECOMENDACIONES   

Tener todas las herramientas que son necesarias para el desarrollo de la práctica. Utilizar guantes de protección ya que se trabaja con altos voltajes. Quitar todos los sensores y sockets de la batería con cuidado para evitar daños.

BIBLIOGRAFÍA  

Anexos

Mecánica, a. a. (28 de 02 de 2015). Aficionado a la mecánica. Obtenido de aficionado a la mecánica: aficionado a la mecánica. Luis Espinoza, L.E. (s.f). repositorio.espe. obtenido de repositorio.espe: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/6152/1/AC-ESPEL-MAI-0409.pdf