Coches eléctricos y sus nuevas tecnologías


Me preguntaron desde México, por que los Vehículos Eléctricos no desarrollaron más su tecnología en los últimos 70 años y creo que muchos interesados en este tema se lo preguntan también. La respuesta es que si, hay cambios, y los mas importantes están en las baterías y en otro tipo de acumulador, los capacitores. No vamos ha hablar de prototipos ni de desarrollos futuros, nos vamos a centrar en lo que se esta trabajando actualmente en Organización Autolibre.

Seguir Leyendo…


Las baterías de litio fosfato de hierro (Li Fe PO4) es el mas importante desarrollo en acumulación de energía para vehículos eléctricos. Este tipo de batería no presenta problemas en términos de seguridad. Por ejemplo, no se quema o explota cuando es perforada o aplastada, tiene una buena corriente carga / descarga (se pueden cargar mas rápido) y un alto ciclo de vida de hasta 2.000 ciclos sobre la base de 80% profundidad de descarga (DOD) por ciclo (carga y descarga).


El precio, es en este momento su característica negativa, pero si lo vemos desde el punto de vista de expectativa de vida se convierte en una inversión justificada, pues a la larga pueden durar mas del doble de tiempo que un banco de baterías de plomo acido (Pb-A).También tienen el beneficio de pesar una cuarta parte del peso en la misma capacidad de Pb-A.


Esto significa, mejor aceleración y velocidad en plano y en pendientes. Hay algunos detalles como la necesidad de controlar durante la carga a cada célula en forma individual, para protegerlas de sobrecargas y garantizar así su mayor tiempo de servicio. Otra ventaja es que se puede aprovechar mejor la energía producida por sistemas de freno regenerativo, al aceptar sin problemas altas corrientes de carga por cortos periodos de tiempo.Es de esperar que su costo baje, en el próximo año al producirse la fabricación en masa y la multiplicidad de fabricantes.


Hay actualmente otro tipo de acumulador de energía con nuevas ventajas, los capacitores y los supercapacitores. En las baterías se almacena la carga eléctrica usando un proceso químico, esto limita su velocidad de carga y que sólo se pueden recargar un número limitado de veces.

Un condensador almacena la carga de manera “viva”, sin mediación de sistema químico alguno, haciendo emigran electrones de un conductor a otro que están separados por un aislante. Esto es, la energía se almacena en forma de electricidad estática.


Un condensador puede suministrar alta potencia, al ser capaz de proporcionar energía de manera instantánea, por eso se usan en los flashes fotográficos (y por eso no es una buena idea abrir uno y quedar expuestos a una descarga instantánea). Además, un condensador o capacitor se puede cargar y descargar un número ilimitado de veces. Como desventaja al tener una capacidad limitada no puede almacenar mucha carga en él, y ésta se pierde con el tiempo. Esto se soluciona utilizando varios capacitores en serie con el resultado de una reserva mayor de energía. Un capacitor almacena carga eléctrica de manera electrostática.


El más sencillo que se nos puede ocurrir consiste en dos placas metálicas separadas por un dieléctrico (aislante eléctrico). Para almacenar carga podemos llevar electrones de una placa a la otra de tal modo que haya un exceso de carga positiva (ausencia de electrones) en una placa y un exceso de carga negativa en la otra (exceso de electrones). Si entonces cortocircuitamos las dos placas con un cable los electrones pasan de un lado al otro(generándose una corriente) hasta llegar a una situación de equilibrio en la que ambas placas tienen carga neutra. Pero para conseguir mucha carga se necesita mucha superficie. Por eso el condensador de su flash tiene dos láminas metálicas flexibles separadas por un dieléctrico y enrolladas formando un cilindro compacto.


Pero esta manera de conseguir mucha superficie no es la única, o más bien no es suficiente. Se puede imaginar una estructura plegada sobre sí misma a la manera de las circunvalaciones cerebrales. Cuanto más pequeña sea la estructura más área tendremos para un volumen dado, de tal modo que con pliegues a escala nanométrica el área puede llegar a ser inmensa, y se almacena 10 veces más carga que los dispositivos comerciales sin sacrificar la alta potencia.


Hoy día se esta trabajando en el desarrollo de estas nanoestructuras, pero deberemos esperar algún tiempo para que estén totalmente desarrolladas. Mientras tanto se pueden conformar bancos de capacitores múltiples para vehículos eléctricos que funcionan conjuntamente con baterías de plomo acido, y les permiten una mayor duración de hasta 7 años.

Artículo de Gabriel Gonzalez de Organización Autolibre

http://autolibre.blogspot.com


© Foro Coches Eléctricos | Este feed es de uso personal, sí quieres hacer un uso comercial contacta con nosotros.


Energias renovables

7 Comment responses

  1. Avatar
    June 22, 2009

    ¡ Muy buen artículo Gabriel !

    El año pasado estuve de intercambio en el ITESM Campus Querétaro.
    Propuse para la materia de ‘Technological Innovation’ un sistema de ‘vochos’ eléctricos para los desplazamientos diarios de los alumnos al campus. Tras hacer encuestas entre los alumnos, se llegó a la conclusión de que ninguno hacía más de 50km diarios dentro de Querétaro, luego sería viable crear una flota de Vehículos Eléctricos basados en un clásico mexicano, el vocho.

    Incluso se hizo un estudio de la radiación solar, que es excelente en México. Por ese motivo, se propuso recargar los carros con energía solar absorbida por unos paneles instalados en las cubiertas de la universidad y puntos de recarga instalados en el parking. La iniciativa fue bien vista por el departamento pero lamentablemente se requiere una fuerte inversión para su implementación.

    Muy interesante el tema de los condensadores, permiten amortiguar los picos de corriente mejorando la vida útil de los acumuladores de plomo-ácido.

    Un saludo.

    Reply

  2. Avatar
    June 23, 2009

    Excelente artículo, está más que claro que el litio ha supuesto una revolución en las baterías de los coches eléctricos, como en su momento lo fué para los portátiles y los móviles, y solamente estamos arañando la superficie de las posibilidades.

    Reply

  3. Avatar
    June 23, 2009

    actualmente una batería de plomo/ácido por cada Kg de masa puede almacenar 40 WH, una bateria de litio tres veces mas,un condensador que está ahora a la venta en eBay por 30 $
    # Capacitance 650 farads
    # DC Equivalebt Series Resistance (ESR) 0.80 milliohm
    # Self discharge 1.2% of stored energy per day
    # Operating Temperature Range -40°C to +65°C
    # Stored energy 2370 joules (.646WH)
    # Max Power 3020 Watts
    # Weight .44 lb (200 grams)
    # Diameter 2.4 inches (61 mm)
    # Height (not including studs) 2.02inches (51.5 mm)
    # Connections M12 x 1.75 threaded stud
    # Stud height .550 inches (14 mm) .
    osea 3,23 WH por Kg
    El supercondensador de EEstor publicado
    13 de Mayo de 2009 · (que no anuncia el precio al que se pondrá a la venta)
    El supercondensador está formado por una matriz de 31.353 componentes como este montados en paralelo, lo que le permite almacenar 52Kwh de energía eléctrica, y pesa unos 128 kilos.
    osea 406,25 WH por Kg
    de aquí podemos deducir donde estamos y podemos preveer un poco a donde vamos

    Reply

  4. Avatar
    June 23, 2009

    Lo de los capacitores es muy interesante para hacer mas eficiente la frenada regenerativa, sin tener que recargar las baterias, los capacitores absorben y entregan con mucha mas facilidad una cantidad limitada de corriente (no tanto en el futuro segun nos cuenta Emilio), y de esta forma se reutiliza sin castigar tanto las baterías.
    Segun tengo entendido la frenada regenerativa puede recuperar un 5% a 10% de la energia, pero con un supercondensador creo que puede mejorar mucho esa cifra.

    Reply

  5. Avatar
    June 23, 2009

    Los capacitores me estan rodeando la cabeza, si pudiese amortiguar los picos de corriente, que abusan de las baterías reduciendo su capacidad, tendría una mejoría importante en la autonomía 😀

    Marc, sobre la frenada regenerativa te comento en mi caso la tengo configurada al 15% de la intensidad máxima y es más que suficiente para un uso normal, apenas toco los frenos mecánicos. Si la conducción es muy ineficiente con acelerones y frenazos constantes, consigo hasta un 15% de autonomía extendida gracias al regen, si hago una conducción mas elástica aprovechando inercias, etc consigo apenas un 3% de recuperación. Eso es en mi aplicación concreta, hay quien habla del 40% en algunos casos.

    Eficiencia aparte, es una gozada el tacto del freno eléctrico, nunca se bloquea como una especie de ABS pero mucho más rápido, puedes entrar en curva derrapando sin miedo al bloqueo.

    Reply

  6. Avatar
    June 24, 2009

    El freno regen de la Vectrix es una pasada gracias al sistema dART integrado en el puño del acelerador. Lo del 40% es un máximo que algunas personas comentan, lo habitual es un 5-15% de recuperación.

    Exacto, es más por el tacto y la calidad que por el aprovechamiento de energía, he visto gente que para no castigar las baterías conectan el freno eléctrico a unas potentes resistencias…se derrocha la energía igual que en los discos/tambores pero sin desgaste y con “ABS”

    Reply

  7. Avatar
    June 24, 2009

    Mi experiencia con la Vectrix fue sorprendente, el freno electrico aporta una comodidad en la conduccion y una sensacion de seguridad importante. Me sorprende esa cifra de 40% de aumento de autonomía, no es lo que he leido, pero me parece excelente, en cualquier caso es un aspecto muy a tener en cuenta en cualquier diseño, incluso mas por la calidad del freno eléctrico que por el aprovechamiento de energía.

    Reply

Leave a comment