Pistones libres como extensores de autonomía


Investigadores del Centro Aeroespacial de Alemania (DLR en sus siglas en alemán) en Stuttgart han desarrollado un prototipo de un nuevo generador lineal de pistones libres (Free Piston Linear Generator o FPLG) con el objetivo de servir como extensor de autonomía para coches de tracción eléctrica.

En un artículo anterior ya os hablamos de una patente de GM relativa a este concepto y explicábamos en que consiste un FPLA o FPLG, que son lo mismo. Veamos cual es el mérito de este nuevo avance.

Un FPLG se compone de dos pistones que en vez de ir sujetos a un cigüeñal para convertir el movimiento rectilíneo del pistón en movimiento rotatorio, se mueven libremente dentro del cilindro usándose en este caso ese movimiento de izquierda-derecha para generar electricidad mediante un generador lineal.

Otro diseño anterior propuestos para FPLG

Si bien se lleva investigando en este campo muchos años y se han propuesto muchos diseños diferentes el principal avance de los investigadores alemanes ha sido el de conseguir finalmente un funcionamiento estable del sistema en un banco de pruebas diseñado al efecto.

Para ello se ha variado el diseño habitual situando una única cámara de combustión en el centro entre dos pistones opuestos y se han incluido unos muelles de gas ajustables en la base de los pistones que los frenan y los devuelven a su posición inicial. Los generadores lineales, conectados por un eje a los pistones, se encuentran en ambos extremos del sistema, y de paso mejor aislados del calor de la combustión.

Nuevo diseño propuesto de FPLG

Al parecer ha sido la inclusión del muelle de gas en las bases de los pistones la clave para alcanzar el éxito en las pruebas, y gracias a que su sistema de control es capaz de controlar el movimiento del pistón con una precisión de hasta una décima de milímetro. De igual manera reconoce fluctuaciones en el proceso de combustión y las compensa en tiempo real.

Al igual que en la patente de GM este sistema es multi-fuel, pudiendo modificar el ratio de compresión e incluso el cubicaje a voluntad y quemar casi cualquier combustible imaginable, hidrógeno incluido.

El sistema una vez reducido de tamaño será capaz de operar a frecuencias de 40 o 50 Hz proporcionando en teoría entre 25 kW y 35 kW de potencia nominal por unidad, si bien la potencia es ajustable. ELo oóptimo es usar al menos dos unidades conjuntamente y sincronizadas para reducir las vibraciones del conjunto por lo que previsiblemente de llegar a buen puerto estaríamos hablando de módulos de 50 a 70 kW nominales.

El próximo paso es transferir la tecnología a la industria con el objetivo de fabricar un primer prototipo completo. Esto se está llevando a cabo ahora mismo con la Universal Motor Corporation GmbH, a quienes además van a proveer de asesoramiento durante el proceso de desarrollo. Su primera tarea será reducir el tamaño y el peso de todo el sistema de forma que sea posible instalarlo en los bajos de un vehículo.

Mientras seguimos soñando con ese día en que alguien de con la batería definitiva hay que reconocer que los coches eléctricos seguirán siendo un nicho pequeño del sector de la automoción. Los híbridos se abren camino con fuerza, pero es bastante posible que a medio y largo plazo sean los híbridos serie enchufables, como es el BMW i3 con extensor de rango, quienes tengan la verdadera solución.

Una batería de alta durabilidad de unos 15 kWh y un eficiente y compacto sistema térmico como éste podrían ser la solución para ese coche único y asequible que tantos reclaman. Electricidad en entorno urbano y capacidades de carretera ocasional parecen más posibles y menos complejas con un par de sencillos y “ligeros” FPLGs en vez de con el complejo y pesado entramado tecnológico que monta el Chevrolet Volt o del gran motor del híbrido serie enchufable por excelencia, el Fisker Karma.

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Artículos relacionados:
Patente de híbrido con generador de pistones libres de GM y la Universidad de Michigan

Fuente | GCC | elib


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Energias renovables

13 Comment responses

  1. Avatar
    February 25, 2013

    Si no nos liberamos definitivamente del uso del petróleo para poder movernos, estamos perdidos.

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  2. Avatar
    February 25, 2013

    Estos alemanes inventan cualquier cosa con tal de seguir consumiendo petroleo en lugar de liberarnos de su esclavitud.

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    February 25, 2013

    Creo que este diseño de motor podría quemar cualquier cosa (queroseno, gas, gasolina, gasóleo, metanol…mondas de plátano…ah, no, eso es en Retorno al Futuro)
    Para diseños novedoso de ICE me quedo con el http://liquidpiston.com/
    EMHO

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  4. Avatar

    Pues a mi el concepto me gusta que quereis que os diga, ahora la gran pregunta es conseguira sobre la practica ser tan eficiente y usar sin problemas todo esa variedad de combustibles sin modificaciones extra en el mismo?

    Hasta ahora el mejor modelo era el de las turbinas a gas del Jaguar Cx75 prototipo a modo extensor de autonomia con combustibles que son posibles de recrear sin depender del subsuelo y que por ahora tenemos gas de sobra para 50 años y que sera el compañero que permita al coche electrico triunfar , porque recordad nunca se llegara ademas al 100% electrico, ya un 50-60% de los transportes terrestres a electrico seria un gran exito y el resto con combustibles locales sinteticos o lo que quede de gas.

    Los alemanes se intentan liberar de esa esclavitud y produciran METANO en suelo aleman , que para algo en la IIGM hacian gasolinas sinteticas para toda su aviacion y carros de combate aunque por aquel entonces requerian tirar del carbon , hoy en dia con basuras organicas y energia renovable se puede conseguir, la diferencia de estos es que van a diversificar todas las tecnologias habidas y por haber ya que una por si misma no podria atender tal demanda actual ni de las proximas decadas.
    Esta solucion de extensor de salir con alta eficiencia y bajo consumo y sobre todo bajo peso y gran fiabilidad podria evitar los defectos de extensores tan poco eficientes como el Volt con un termico muy poco adecuado y arcaico.
    Y repito los hibridos seran un magnifico puente para lograr que el electrico se implante asi que cuanto mas autonomia electrica y eficiencia tenga su motor termico usando otros combustibles que no sean diesel o gasolina , mejor.

    Si bien me preocupa el sustituto del combustible de la aviacion para motores jet ya que nunca podran ser electricos por completo en aviones a partir de cierto tamaño y peso y tampoco se les puede alimentar con gas ni Hidrogeno de forma segura , aparte que las microalgas y su biocombustible deberian evolucionar mucho para alimentarlos, eso contando con que seran Hibridos y cuenten con motores ultra eficientes y paneles solares en alas y fuselaje .

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    February 25, 2013

    A anonymous……. estamos hablando de COCHES, estos si pueden ser 100% electricos, los camiones, aviones… pues ya se vera de momento British Airways, y otras ya estan produciendo queroseno artificial, y Airbus… quieren reducir sus consumos un 20% cambiando el sistema de transporte a pie de pista (es decir que el avion vaya hasta la pista por carritos electricos) o sea que si pueden tirar de un avion no veo que no puedan tirar de cualquier otra cosa.

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    February 25, 2013

    Benjamin, te cito a ti pero podría citar a otros muchos en este foro.

    Siempre digo lo mismo hasta que un día me canse. A dia de hoy un coche eléctrico es inviable, a mi no me lo venderían por muchos motivos, ni por autonomía ni por sitios donde recargar ni por tiempo de recarga.

    Y ya no por hablar de fiabilidad de la batería, en la teoría si, pero en la práctica, quien se arriesga con un coche que usas para trabajar??? y encima con un coste de sustitución que equivale a un pico???

    Y si, seguro que me llegaría el 80% por ciento de los días, pero que hago el 20% restante donde hago más de 200 km./día, y donde se encuentra para recargar que no sea lo que tu puedas tener en casa?, y si sabes de un sitio y cuando llegues hay otros 5 coches delante???, y aunque no haya nadie quien puede parar 5 horas a recargar???

    Sin embargo para mi si sería factible un eléctrico con extensor de autonomía, siempre en eléctrico, y un día concreto, pues podría irme de vacaciones y hacer 1000 km de un tirón por ej., a parte de no estar angustiado un día si te sale un imprevisto por no saber si llegarás a casa o te quedarás a 20 km. Por ej.

    Quiero decir con todo esto que muchos pareceis miembros de una secta, a la que hay que seguir a pies juntillas, no señor el eléctrico puro de momento tendrá la cuota de mercado que tiene, poco más, estamos en la transición de y para mi y la mayoría un sistema a caballo entre un sistema y otro es el ideal qeu combina lo mejor de cada uno de los sistemas (combustible fósil y eléctrico).

    Saludos

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    February 25, 2013

    a Juan.j ya que me has citado te respondo, el problema que veo que tienes es que ahora mismo sólo Tesla ha sacado un modelo eléctrico.con autonomía suficiente y a un precio más asequible al gran público, sì más marcas en lugar de seguir dandole vueltas a lo mismo empezarán a hacer las cosas bien hechas tendríamos ya modelos con 800 km de autonomía que cubririan tu 80% de bienes y el 20% restante, hoy es factible y relativamente económico hacer baterías de 100kw como hemos visto sin esperar a nuevos materiales… pero el problema es que la industria del automóvil está demasiado vinculada a las.petroleras y a sus beneficios en los repuestos y revisiones como para dejarlos, el cambio si los gobiernos no los frenan vendrá de pequeños fabricantes que se den cuenta que hacer un auto eléctrico es mucho más simple que uno térmico, un chasis una caroceria un motor eléctrico y una batería, baja tecnología al alcance de muchos.

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  8. Avatar
    February 25, 2013

    siento las faltas pero escribo desde el móvil y el corrector a veces hace lo que quiere

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    Hombre hablo de la cantidad de materia prima disponible para hacer baterias(litio en propiedad de paises tipo opep futura ademas de ser caro y escaso), o del interes de tener algun termico por casa para situaciones puntuales de dias de mucho calor o frio extremos o de que la red electrica no podria admitir la carga diaria de millones de coches a la vez a las mismas horas, o de la gente que siga queriendo tener un coche viejo como coche clasico o porque no le llega para comprar otro y quiere conservarlo.

    De ahi ese 50%-70% de electricos a modo uso que le da la gente al diesel a dia de hoy para muchos kms y ahorro de costes , pero es que alcanzar esa cifra sera dificil incluso para el 2030.

    Por eso hay que apoyarse en varias iniciativas y entre ellas servirse unas de otras , a pesar de que algun dia el grafeno sustituira al litio.

    Los aviones jet necesitan x tiempo antes de despegar calentar sus motores a tempes optimas , pero en aeropuertos de mucho tiempo de rodaje o grandes seria ideal eso que comentas o el motor electrico en la rueda de morro de Airbus.

    Sigo pensando que la cosa va muy lenta en todos los frentes y por culpa de eso estamos en esta crisis y yo sin empleo xD, unos 20-30 años de retraso tecnologico diria yo , a nivel espacial igual, pero parece que por fin esto empieza a subir .

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  10. Avatar
    February 25, 2013

    creo que los alemanes, japoneses, y GM y demas se van a pegar un castañazo de campeonato; estan tirando el dinero hibridos, hibridos enchufables, diesels, motores turboalimentados y toda la demas parafernalia que estan inventando.
    Pronto tendremos baterias mas baratas y con mas densidad, y muchas mas estaciones de recarga rapido; lo unico que tendra sentido seran electricos puros, por su sencillez, 0 mantenimiento…
    Si Tesla consigue sobrevivir hasta el año que viene se los va a comer a todos con patatas… es el unico que ha entendido por donde va el futuro

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  12. Avatar
    February 28, 2013

    Dejemonos de mentiras y excusas, hoy día hay eléctricos puros para todos los gustos y necesidades.
    La verdad es que los precios NO están al alcance de muchos.
    Si quieres autonomía tienes a TESLA.
    Si lo que quieres es igualar el tiempo de recarga al repostar gasolina, ahí tienes a BETTER PLACE.
    De todo hay en la Viña del señor, lo que no hay es dinero para comprar lo que queremos. Pues, aveces necesitamos una cosa y queremos otra.
    «imaginemos un model S con baterías de 100KW y sistema intercambiable tipo BETTER PLACE ».
    Seguro que le buscarías un defecto.

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  13. Avatar
    March 17, 2013

    Herm, gracias por el video, me puede ser de mucha utilidad 🙂

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