Schaeffler insiste, una caja de cambios en un coche eléctrico permite aumentar su eficiencia

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Se trata de un debate casi más antiguo que los propios coches eléctricos. ¿Caja de cambios o no?. Los grandes fabricantes han optado por la segunda. Incluso la propia Tesla probó en su momento una caja de cambios para su Roadster, pero la descartó por problemas de fiabilidad.

Pero los alemanes de  Schaeffler han vuelto a poner el debate sobre la mesa, y lo han hecho con una demostración. Durante el pasado rally Silvretta, un rally pensado para medir la eficiencia más que la velocidad, este equipo ha participado con un Volkswagen Golf convertido. Un modelo dotado de una caja de cambios de dos velocidades.

 

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Según el presidente de la empresa alemana, Uwe Wagner.

“Con un sistema de cambio de marchas de dos velocidades, dotada de una baja relación para mejorar la fuerza de tracción, y una alta relación, pensada para mejorar la eficiencia a altas velocidades, logramos ofrecer una mejor dinámica al mismo tiempo que logramos reducir el consumo y aumentar la autonomía.

 

Pero claro, esto son sólo palabras. Lo importante es demostrarlo en la carretera, algo que han hecho durante el rally que se celebra en los Alpes austriacos, y donde el Golf convertido, ha logrado una reducción del consumo de un 6% respecto a un modelo de similares características. Una conversión que curiosamente, no dispone de frenada regenerativa.

 

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Evidentemente hay muchas variables que pueden convertir esa cifra en muy buena, o en normal. Elementos como que el Golf es una versión convencional, sin los añadidos aerodinámicos de la versión eléctrica oficial. También nos queda saber que tipo de batería y la capacidad, su peso…etc etc.

Pero aceptando que ese 6% es real, comparándolo con la misma versión sin caja de cambios, la pregunta es ¿merece la pena añadir una caja de cambios en un coche eléctrico, y complicar un sistema tan sencillo con un cambio de marchas por ese 6%?.

Esto traducido, supondría de media añadir unos 8 kilómetros más a la autonomía actual. Poca diferencia a cambio de contar con un elemento de desgaste más en el coche.

Fuente | Schaeffler (alemán)

 

 



Energias renovables

93 Comment responses

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    July 22, 2014

    con la ultima pregunta se contesta todo

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    July 22, 2014

    Claramente representa una gran ventaja añadir la caja de cambios, eso hará que vayas mas recurrente al mecánico, que cambies mas pieza, que gastes mas dinero, etc, etc, etc…
    Obviamente la ventaja es para el fabricante que se va a seguir forrando.
    Descubrieron la gran falla de los eléctricos. ” que les quita la teta a los vendedores de auto repuestos”. y eso ellos NO lo pueden permitir.

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    July 22, 2014

    Y no dudo que ese 6% sea incluso una cifra demasiado optimista por lo que a la hora de la verdad no valdrá para nada la pena, quizá mejoras aerodinámicas, en la electrónica o de la frenada regenerativa consigan esa misma cifra sin coste adicional y sin mermar la fiabilidad… en mi opinión el EV está bien como está, si quieren investigar ese terreno para competición me parece muy bien pero no “frenar” más la implantación del coche eléctrico creando dudas a sus posibles compradores.

    PD: Ayer vi un Nissan Leaf circulando por la autopista sur de Tenerife, es el segundo que veo y curiosamente estaba chocado pero no pude parar de mirarlo con envidia desde mi dinosaurio.

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    July 22, 2014

    Caja de cambios para mejorar un 6% la eficiencia y mejorar los problemas un 98%, no gracias, mejor ponerle baterías decentes de 60kw y sin tanto rollito……..

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    July 22, 2014

    Prefiero que los 1500 o 2000 € como mínimo que cuesta esa caja de cambios me lo añadan en baterías. Veréis que de esa forma se hacen muchos más kilómetros que ese teórico 6% de mejora.

    Ni que decir que el coche sin caja de cambios seguirá siendo mucho más fiable que con ella.

    ¿ Para que complicar la sencillez?

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    July 22, 2014

    Hay miles de posts en los que se discutis 2, 5 o 10 km mas de autonomia. Una caja manual puede dar un 15% mas, como bien anunciaist en otro post. Para una autonomia inicial de 500km un 15% son 75km mas. Poca broma cuando uno de los mayores problemas de los electricos pasa por la autonomia. Y la caja de cambios se deteriora… Si, como tambien se deteriora una automatica. Por ello, en el momento actual de desarrollo encuentro indispensable contar con caja manual.

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      July 22, 2014

      Pero un EV puro no lleva transmisión de ningún tipo. A todo lo más, llevan una reducción fija.

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    July 22, 2014

    Que toca huevos estos alemanes, dejar al coche eléctrico tal como esta solo mejorar la autonomía y bajar los precios, a ver si estos también la van a liar con sus tonterías en vez de ponerse en serio con las baterias que hoy por hoy a excepción de Tesla es de verguenza la autonomía que la mayoría de v.e tienen.

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    July 22, 2014

    Y además es mentira ,un motor eléctrico pude dar su maxima potencia a cualquier velocidad de rotación y no necesita para nada una caja de cambio. Es imposible que un coche eléctrico aumente su rendimiento solo con ponerle una caja decambios ; al revés, siempre disminuirá el rendimiento al aumentar las perdidas por transmisión.

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      July 23, 2014

      Te equivocas, un motor eléctrico convencional ofrece su potencia máxima en unas revoluciones determinadas, que suelen ser a mitad de las revoluciones máximas:
      http://www.velvetron.com/blog/wp-content/uploads/2008/05/tesla_torquegraph.jpg

      Y en cuanto a la máxima eficiencia también se encuentra por esa zona. Por lo tanto con una caja de cambios de 2 velocidades por ejemplo se puede tener una primera marcha corta para arrancadas sublimes y cuestas muy empinadas, y una segunda marcha para alta velocidad. El problema es que añadimos costos, peso y complejidad, por lo que dependiendo de las circunstancias podría ser interesante o no. Yo por ejemplo lo veo más práctico para vehículos pesados tipo camiones, 4×4 etc.

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    July 22, 2014

    No de esto entiendo poco….pero, como ya dijo JJ, el precio/peso de esa caja de cambios se usa en baterías….yo creo que es mejor solución….no sé cuanto puede pesar….pero seguro que 25 kg se ahorran, y 25 kg de buenas baterías dan para algunos kms extra.

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    July 22, 2014

    Totalmente de acuerdo con el señor Sergio Diaz, caja de cambios manual ó automática ¿para que?, si los electricos no las necesitan por las razones que apuntaba este señor, otra cosa es que queramos seguir haciendo complicado lo sencillo, para que algunos sigan cobrando, si me hablaís así, entonces *no digo ná*…

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    July 22, 2014

    Son un poco lerdos estos alemanes por el precio de esa caja de cambios se lo añades en más capacidad de batería y sale mucho más rentable. Vamos por 1.000-2.000 euros que costaría esa chatarra saca cuartos le metes unos Kwh más de batería, estos alemanes se están idiotizando.

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    July 22, 2014

    pues yo creo que deberia considerarse, por lo menos, la existencia de caja de cambios. Al fin y al cabo, ¿quien recuerda averias en la caja de cambios? las actuales son practicamente eternas, tanto manuales, guiadas o automaticas… incrementarian peso…. pero lo de un 6% de autonomia…. me gustaria verlo. Lo que se (no puedo comprobarlo por que no tengo un tesla) es que las autonomias de los actuales VE son ridiculas, y las de tesla estan muy bien…mientras vayas despacito. Por que cuando das un poco al pedal, segun he leido en este mismo foro, las autonomias se reducen de una manera drastica…debido sin duda a trabajar a altisimas vueltas los motores… Seguro que cambiando el desarrollo se conseguirian velocidades aceptables y consumos muy reducidos… Esto no tiene nada que ver on el VE , si no con el futuro de la automocion.

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      July 22, 2014

      Si, de hecho los camiones electricos (hace poco salio aqui uno), autobuses electricos, F1 electricos, motos electricas con caracter deportivo, todos llevan cambio.

      Aqui en esta prueba le han sacado muy poco partido, porque es una carretera de montaña por tanto muy virada, donde realmente aumentara la autonomia es en autopista/autovia, que es donde los VE la cagan. Despues, le han sacado un 6%mas sin frenada regenerativa en esa carretera tan virada donde se esta frenando/acelerando seguido posiblemente le hubieran sacado otro 6% (esto no lo puedo asegurar claro).

      El problema de los motores electricos es que dan desde 0 hasta 12.000RPMs o mas, esto hace creer que no necesitan cambio porque pueden dar todo el rango de velocidades desde 0 hata 200Km/h o mas, pero a partir de unas ciertas RPMs, en torno a 3000 en los motores trifasicos asincronos, en el Leaf son 2.800RPMs, el par empieza a caer de forma bestial y ademas la ESC ya no tiene voltaje para regular (ya se lo esta metiendo todo) asi que solo queda tirar de la intensidad para aumentar potencia, W=V*I; I=W/V (formula simplificada para no meterme en cos de fi y demas).

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        July 22, 2014

        Es bastante incomprensible el que esos vehiculos electricos que dices, usen caja de cambios, como no sea encarecer a posta su venta.
        Dices ,”a partir de unas ciertas RPMs, en torno a 3000 en los motores trifasicos asincronos, en el Leaf son 2.800RPMs, el par empieza a caer de forma bestial ” . Esto es normal y no ,es ningùn problema. La potencia de un motor es el producto de su par por su velocidad de rotación, teniendo en cuenta que la potencia máxima de un motor elèctrico es constante, el par debe disminuir al aumentar la velocidad de rotación, para que el producto sea constante, y esto no lleva acarreada ninguna perdida de potencia a alta velocidad, (que es lo que pareces insinuar confundiendo par con potencia.), simplemente hace patente el hecho de que un motor, que da una potencia X a una velocidad de rotacion Y, y un par Z, si quiere dar la misma potencia a una velocidad 2Y tendra que aplicar un par deZ/2.
        Despues dices ” la ESC ya no tiene voltaje para regular (ya se lo esta metiendo todo) asi que solo queda tirar de la intensidad para aumentar potencia, W=V*I; I=W/V (formula simplificada para no meterme en cos de fi y demas).” ¿De donde sacas esto?, ¿Como lo hacen entonces tesla y todos los demas fabricantes de coches electricos de los que ninguno lleva caja de cambios?

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          July 22, 2014

          En la primera parte, cuando pierde par para seguir aumentando potencia, tiene que aumentar la RPMs, y cada vez tiene menos par tiene que tirar de consumo.

          Esto lo saco de haber andado bastante con motores trifasicos industriales y variadores de frecuencia, de hecho he colgado un par de videos donde se explica esto, no lo explico yo, sino un profesor de ingenieria. Aparte de que llevo algun tiempo diseñando mi propia ESC. ¿Como lo hace Tesla? Pues cagandola como todos, pisando huevos un padre y un hijo yanquis han hecho 624Km (publicado aqui) ciclo NEDC da 450Km y a 120/130 290Km (un matrimonio frances no hace mucho). Ya ves la diferencia, andando despacio mas del doble. En un Leaf 198 EPA, 145 NEDC, y dandole a 130Km/h si da 100/120Km ya lo hace bien.

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          July 23, 2014

          Y dale con que la potencia de un motor eléctrico es constante…
          La respusta es NO, No es constante, tiene un punto de máxima potencia sobre la mitad de las revoluciones máximas. Depende de cada motor y de la caña que le metas. Busca curvas de potencia en motores eléctricos y verás que de planas no tienen nada, son montañas.

          Lo que confundes es el par motor, que es plano desde cero revoluciones hasta la mitad de las rev. máximas aproximadamente. Como siempre depende del motor.

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            July 23, 2014

            Ya he buscado graficas y siempre encuentro graficas en que la potencia máxima es una recta horizontal después de una rápida subida a bajas revoluciones . En esta entrega de esta pagina. http://forococheselectricos.com/2011/11/motor-electrico-versus-motor-de.html, además de la grafica de tesla que tu presentas, que no entiendo y que en esta pagina no explican, vienen las graficas del nissan leaf y del Renault fluence y son asi, con una potencia maxima constante, me gustaría que alguien explicara la extraña curva del tesla.

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    July 22, 2014

    eso si…si triunfan soluciones como motores directos en cada rueda…la cosa seria ya mas complicada…pero con un unico motor y un eje de transmision como ahora…introducir una caja de cambios sencilla no seria ninguna tonteria

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  14. Avatar
    July 22, 2014

    Si en un prototipo puede sacar un 6% (sin añadir mejoras como el freno regenerativo) significa que a más se desarrolle mejores rendimientos se obtendrán…

    Ahora bien, creo que solo merece la pena si al final resulta una caja de cambios económica, ligera y fiable…
    De lo contrario será solo un elemento que encarecerá el precio final y posibilitará averías.

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  15. Avatar

    Ese dato esta mal calculado, ese Golf reconvertido no lleva frenada regenerativa y los electricos con los que se compara si llevan (dato que aportaria otro extra de porcentaje de mejora para ver la diferencia real y llegar tal vez a ese 15%).
    Me suena que en las reconversiones suelen poner frenada regenerativa si no me equivoco , asi que la preparacion me parece un poco mierdera.

    En motores de poca potencia electricos, o con baterias de poca autonomia o versiones destinadas mas radicales a un publico que demanda algo mas yo lo veo bastante bien, ahora bien para publico normal no lo tengo tan claro .
    Pero sigo pensando que deberian ofrecerse las 2 opciones y que habra clientela que necesite circular a 140-180 por autopistas de crucero y ese porcentaje de mejora de autonomia y consumo electrico sera bastante superior su diferencia al caso que nos expone y la unica manera de que abandonen los motores diesel 6 cilindros de gama alta alemanes.

    Ademas un cambio de pocas relaciones bien adaptado y con menor desgaste o especifico de electricos no tiene porque tener la necesidad de cambiarlo, lo unico que se gasta es el embrague y se puede hacer un sistema de embrague automatico o sin embrague .

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  16. Avatar
    July 22, 2014

    Los cambios son efectivos para todos los motores… TODOS!
    Su función es adecuar la “zona cómoda” del motor, dónde este es mas eficiente, a nuestra demanda de velocidad.
    Actualmente si demandas un crucero de autopista, el motor de un EV sin marchas sale fuera de su régimen óptimo y el consumo se dispara reduciendo la autonomía. Con una caja de cambios el motor puede dar la misma velocidad bajando el régimen a su zona de mayor eficiencia y mas con el par de un motor eléctrico. También mejoraría las frenadas regenerativas
    Además tengamos en cuenta que el cambio no necesitaría embrague ni prensa y con tres relaciones (1ª urbana, 2ª carretera, 3ª Autopista) tendría mas que suficiente. Por tanto serían muy sencillos incluso siendo automáticos y su fiabilidad, actualmente, está fuera de toda duda, son prácticamente “eternos” y mucho antes tendrás que cambiar una junta homocinética, una rótula o las suspensiones que un cambio bien ajustado de tres relaciones.

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      July 22, 2014

      Exactamente es asi, tal y como tu dices, en modelos urbanos pequeños no sera necesario, en modelos no muy potentes una de dos marchas podria llegar primera hasta 70, segunda hasta 140Km/h, en coches potentes seguramente la de tres y en autobuses, camiones, etc, cuatro o a lo mejor cinco, dependera de la relacion que lleven.

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      July 22, 2014

      Tienes razon en todo, pero te saltas una cosa, los motores electricos no tienen una “zona comoda ” son igual de eficientes a cualquier velocidad de rotacion .

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        July 22, 2014

        error…. todo motor tiene una zona de confort. Yo estoy más puesto en el tema generadores eólicos pero se puede extrapolar a los motor para coches. Cosas como por ejemplo el mero rozamiento aumenta con las vueltas o mismamente el par mecánico que ve el motor hacen que su rendimiento varíe con las vueltas o marchas si las tuviese.

        Ojalá fuese todo tan fácil.

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          July 23, 2014

          Enseñame una grafica que lo corrobore. Donde he buscado siempre he encontrado la grafica de potencia constante a partir de pocas RPM, y no se ve ninguna zona especial salvo la pequeña zona de 0 RPM hasta la potencia maxima.

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            July 23, 2014

            Mira en esta direccion del foro, ahi tienes unas explicaciones en videos de motores trifasicos y variadores de frecuencia (funcionan casi igual que las ESC), tambien unos PDFs de como se generan las ondas en las ESCs y te he añadido ahora la grafica del motor del Leaf, a ver si tu la entiendes porque otra vez que hemos discutido de esto no se entendio, fijate en la grafica torque (par) RPMs, hasta 2.800RPms tiene 280Nm, a 3.000RPMs ya tiene 250Nm, a 4.000 ya no da ni 200 y a 5.000 tiene 150.

            http://forococheselectricos.com/foro/index.php?topic=119.0

            La grafica de la derecha es el rendimiento, que aumenta con la velocidad, pero el rendimiento solo compara la potencia de salida (mecanica) con la de entrada (consumo electrico) lo que nos da el coseno de fi.

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            July 23, 2014

            Aqui tienes la demostración de que un motor eléctrico + inverter tienen una zona de máxima eficiencia hacia la mitad de las revoluciones máximas y con el acelerador pisado a mas de la mitad:
            https://c1.staticflickr.com/5/4106/4844105739_3795e703f2.jpg

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            July 23, 2014

            Y esta gráfica demuestra que los motores eléctricos alcanzan su máxima potencia a mitad de revoluciones aproximadamente:
            http://www.velvetron.com/blog/wp-content/uploads/2008/05/tesla_torquegraph.jpg

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      Cierto se me olvidaba fijarme mas en las velocidades tipicas de autopista , la pena que apenas hay ejemplos de conduccion por autopista de electricos a 120-140 y por eso no sabemos el dato real de diferencia de eficiencia entre uno con cambio y otro sin a esas velociades (debe ser superior al 15% esa diferencia de consumo y la punta aumenta sin entrar en la zona de machaque del motor).

      No obstante tengo fe que en el viejo continente e incluso en EEUU ya hay varios especialistas que estan trabajando en cambios para el V.E y en las reconversiones se ha demostrado altos niveles de eficiencia, aceleracion y velocidades puntas.
      Y sigo pensando que una limitacion del Tesla Model S futura, sera que el nicho de clientela de ese coche tal vez quiera ir a 140-180 por hora que dependiendo del pais sera una realidad legal y veran unos consumos bastante altos de electricidad, que de hacerlo frecuente no tengo claro que tal lo digeriran las baterias .
      Ya pasa que con el nicho de mercado del model E futuro la clientela no va ni a 120 sino a algo mas…

      Por eso el fabricante que mas me preocupa es Tesla, que siendo perfecta esta siendo muy americana en ese aspecto y ya veremos por donde les sale la jugada, ya que ya me ha comentado bastante gente que hace kms y usa el coche por motivos de trabajo que necesitan diesel `potentes para hacer buenos cruceros sin arruinarse y ni el glp les vale por necesitar gasolinera en cualquier lugar.

      Lo bueno como se suele decir que se sirviera la opcion de una especie de cambio secuencial sin embrague para electricos con opcion automatica, si bien es cierto a partir de 300 cvs electricos no se que cambio aguantaria la potencia (En Tesla no encontraron material ni cambio posible para ese problema).

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        July 23, 2014

        En el ultimo punto respecto a los materiales… Espero que eso que dices sea un bulo, por que si Tesla no encuentra un cambio aplicable a motores de 300 y mas CV tiene un serio problema de I+D. Pensemos que la transmisión de los EV actuales ya llevan piñones y engranajes reductores que, aunque sean fijos, no dejan de ser similares en función, en el momento que hagan un 4×4 se van a encontrar con mayores problemas que los que plantea un cambio para dotar a las ruedas direccionales de transmisión regulada.
        Una caja de toma continua con tres relaciones en el mismo material no ocupa mucho y tampoco tendría que ofrecer mayores problemas.

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  17. Avatar
    July 22, 2014

    Asi, veo que estamos de acuerdo en que si nos evitamos las manias…el tema de que incorporen cambio (opcional, porque no) es un campo de investigacion muy interesante.
    Si se pretenden velocidades medias elevadas sera imprescindible (efectivamente, el par motor se obtiene sobre las 3000 rpm, por lo que los motores funcionando a 12000,,,,deben gastar una barbaridad…(y la autonomia caer por los suelos). Ya se que no son velocidades legales….pero es un claro impedimento para su introduccion en los mercados que tengas velocidades punta tan reducidas (o en el TESLA, altas pero entonces reducciones drasticas de la autonomia,,,,)
    Para vehiculos de ciudad es inutil, pero parar circular por carretera una caja sencilla seria idonea…y como no podremos tener dos vehiculos en el futuro,,,,pues me temo que tendremos que ir por el camino de coches con un cambio y con freno regenerativo, por supuesto

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      July 22, 2014

      Un motor electrico consumira en funcion de la potencia que se le pida no de las revoluciones, y si un coche para ir a 120 necesita 100 caballos el motor va a gastar lo mismo le pongas cambio o no.

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        July 22, 2014

        Pero la potencia y las revoluciones tienen la mala costumbre de estar ligadas por la ecuación potencia=par x vueltas.

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        • Avatar
          July 22, 2014

          Pues claro, ya lo he explicado antes, no se que me quieres decir

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          • Avatar
            July 23, 2014

            Ni te molestes, hudson y alguno mas estuvieron en su dia explicando esto hasta la saciedad en otro post, con mil ejemplos, y fue como dar cabezazos a la pared. Siguen pensando en motores térmicos y no lo entienden.

            Aquí abundan los hinjenieros que se piensan que los ingenieros de Nissan, Tesla, Renaullt, BMW, Mercedes, VW, y un largo etc.. no tienen ni puta idea de lo que hacen. Misterios de la vida.

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  18. Avatar
    July 22, 2014

    que alguien me saque de una duda.
    que tanta diferencia de gasto de electricidad hay entre un motor girando a 2,000 rpm, que a uno girando a 10,000 rpm? se supone que un VE a bajas revoluciones hace que la bateria dure mas?

    un leaf a alta velocidad se funde su bateria en poco tiempo, pero si conduces como abuelita dura mas la bateria?

    bajas revoluciones + engrane “multiplicador” = velocidad decente con el motor llendo a medio pelo no?

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      July 23, 2014

      El consumo de un motor eléctrico no sólo depende de las revoluciones, sino también del par motor que esté proporcionando a esas revoluciones. La eficiencia del motor eléctrico (energía ofrecida/energía consumida) va a ser más alta a mitad de revoluciones máximas que a bajas o altas revoluciones:
      http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/ornl-motor-efficiency.gif

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      July 23, 2014

      Un Leaf consume mucho a altas velocidades por culpa de la resistencia aerodinámica, que crece con el cuadrado de la velocidad.

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  19. Avatar
    July 23, 2014

    ¿Por qué no llevan cambio los Model S? Que alguien les ponga a Tesla un cambio de marchas que aguante 18 mil rpm en casa y que no implique perder potencia, aumentar peso y disminuir autonomía sin aumentar mantenimiento.

    Todo sea por mantener las casas de repuestos.

    Ya lo dijo Elon una vez, si en el Roadster no lo pusieron porque rompían las cajas de cambio imaginar en el Model S.

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    • Avatar
      July 23, 2014

      Es que con cambio no tiene que dar 18.000RPMs. con dos marchas solo tiene 9.000 y con tres 6.000.

      recordais algunos videos que se pusieron por aqui, Tesla contra Panamera, BMW i3 contra BMW M5, creo que era este que es el doble de potente, en la salida los VE se los comian, pero cuando pasan de aproximadamente 100Km/h el termico recupera y se los come. El motor termico es menos eficiente que el electrico, estamos de acuerdo, pero cuando el electrico ya no va en su par y el termico sigue yendo en su par, el termico anda mas, y ademas da mas velocidad consumiendo menos, consume menos a 130 en quinta que a 120 en cuarta, por ejemplo.

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  20. Avatar
    • Avatar
      July 23, 2014

      Este tiene mas CV que el S y el Roadster juntos, monta cambio.
      http://www.youtube.com/watch?v=2jIcWBe2_4w
      Como ya le he comentado al compañero pro-teslero, si no saben, o no quieren es su problema o su decisión. Pero afirmar que no se puede no los deja en buen lugar industrialmente hablando.

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  21. Avatar
    July 23, 2014

    Creo que electrónicamente, un motor eléctrico podría mantener las revoluciones con menor intensidad de corriente, y por lo tanto menor par. Y una vez hecho esto ya no tendría sentido el cambio de marchas. Tal vez una solución sea, que el motor reciba pulsos de corriente, en lugar de recibir corriente todo el tiempo, y eso puede mantener la velocidad del coche, pero reduciría el consumo. y produciría el efecto que buscamos.

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  22. Avatar
    July 23, 2014

    No olvidemos que todos los electricos ya tienen una caja de cambios, las revoluciones del motor electrico hay que reducirlas, sino las ruedas girarían a 40 rps, y llegarían a los 300 km/h. Los únicos coches que no llevan engranaje son los que tienen los motores eléctricos en las ruedas.

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  23. Avatar
    July 23, 2014

    El tiempo da y quita razón, dentro de 10 años con todos los coches eléctricos veremos cuantos llevan caja de cambios y cuantos no, en mi opinión menos es más, es decir cuantas menos partes moviles tenga algo mejor funcionara y más sencillo sera su mantenimiento (cosa que pasaba con los coches de hace 30 años sin electrónica).

    Como han dicho por ahí prefiero más bateria por esos kilos extra de caja de cambios.

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  24. Avatar
    July 23, 2014

    Esto ya se ha comentado por aquí varias veces y siempre se piensa en los motores electricos como si fuesen térmicos. Tenemos metido en la cabeza que a más revoluciones menos eficiencia pero no es así.

    Para que se gaste más o menos lo primero que tiene que ver son las fuerzas que hay que vencer:
    1.- Resistencia Aerodinámica (Línea roja) -> Aquí influye el coeficiente aerodinámico y la VELOCIDAD, pero se ve claramente que (pongo el mismo ejemplo de consumo de los Tesla de más arriba) un Tesla a menos de 60km/h necesita menos de 5Kw mientras que si va a 120-130 consume 5 VECES más o 22,5Kw
    2.- Resistencias rodadura (Línea amarilla) es directamente proporcional a las revoluciones de las ruedas.
    3.- Resistencias internas (no hay línea pero es igual que la de rodadura, tal y como comentaba otro forero es lineal con las revoluciones)

    http://1.bp.blogspot.com/-AO0NCO2ivCs/UB7nn4JWWYI/AAAAAAAAAFU/dHKPM2YDIko/s1600/Potencia+S-max.bmp
    Con esta gráfica queda claro que la velocidad cómoda/económica de un coche son (como máx) unos 90 km/h que es en la que las fuerzas a vencer están (la suma de todas ellas) por debajo de los 15Kw.

    *** Voy con los motores ***

    De las tres fuerzas resistivas anteriores la que influye el motor (más caja de cambios si la lleva) es en la resistencia interna, de la cual ya hemos dicho que aumenta linealmente con el nº de revoluciones y se incrementa con cada engranaje que tenga adicional, es decir, a mayor complejidad mayor resistencia. Por esto un motor de combustión interna con tantas piezas móviles tiene peor eficiencia a altas revoluciones que uno eléctrico, tienen muchísimas más piezas móviles y para estos es mejor funcionar cuanto más despacio mejor (1.500 – 2.000 rev).

    Y ahora el útimo gráfico de los motores electricos donde se ve que dónde obtienen mejor rendimiento es entorno a las 6.000 7.000 vueltas.

    http://4.bp.blogspot.com/-9CxhVtByQqI/Tqw1WaDoaoI/AAAAAAAAAEM/-jF_FQenOmY/s1600/Leaf%2Beff..jpg

    Esto significa en el caso del Leaf que tiene una reductora que da 14,3km/h por cada 1000 rev han ajustado el punto dulce del motor a 85,8 Km/h.
    Por otra parte como a 85,8Km/h en llano no hace falta toda el par(potencia) del motor solo 15Kw que a 6000rev suponen 25Nm de par nos quedamos en la zona verde / amarilla del gráfico con una eficiencia de aprox. el 90 %.
    Si el valor mínimo de eficiencia es 85% en todo el gráfico no sé de dónde pueden sacar aumentos de eficiencia de más del 5% ya que añadiendo una caja de cambios penalizamos la resistencia interna.

    Otra forma de hacerlo:
    Si al Leaf le ponemos una reductora que de 22.5km/h cada 1000rev en el punto óptimo del motor de 6.000 vueltas iremos a 135km/h. Pasaremos de necesitar 15Kw a 35Kw que a 6.000rev suponen 58Nm de par y nos pondríamos en el 94% de eficiencia, es decir, una ganancia del 4% sin contar con las pérdidas extra del cambio adicional.

    Que cada uno juzgue lo adecuado de poner un elemento más para un 4% máximo de rendimiento adicional.

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      July 23, 2014

      ¿Y que pasa con la eficiencia en el arranque? Si tienes un vehículo pesado una primera marcha corta va a conseguir que alcances el punto dulce mucho más rápido, y cuando pases de esa velocidad, cambiando de marcha vuelves a estar en el punto dulce, mejorando la eficiencia general y la potencia de arranque.

      Las cajas tienen su utilidad en ciertos contextos , como camiones, F1 eléctrica etc

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      July 23, 2014

      El gráfico que has proporcionado de la eficiencia del motor del Leaf es claramente incorrecta. Han puesto que la eficiencia mínima del motor es del 85% y sin embargo eso es falso como puede verse en otros gráficos:
      http://www.ansys-blog.com/wp-content/uploads/2013/11/Fig2.png
      http://www.yasamotors.com/wp-content/uploads/2014/07/Datasheet-YASA-400_en-ID-13099.pdf
      A cero revoluciones y torque máximo la eficiencia esta cercana al 10-20%, pero sólo durante un instante. A medida que suben las revoluciones, la eficiencia sube rápidamente

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      July 23, 2014

      Otra gráfica de eficiencia, se ve claramente que cerca de las cero revoluciones la eficiencia cae en picado:
      http://www.isea.rwth-aachen.de/images/research/electricaldrives/services_drive1_med.jpg

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      • Avatar
        July 23, 2014

        Nadie ha dicho que las cajas de cambio sean inútiles. Simplemente que en el caso del Leaf, que es el que he expuesto, solo cuando sobrepasas los 120-130 estás con una penalización que no supera el 5% de (in)eficiencia, así que poner un elemento (caja de cambios) para cohces URBANOS es iracional.

        Para tractores, camiones y demás vehiculos pesados o necesidades especiales (vehículos de carreras) bienvenidos sean.

        Respecto a los gráficos que aportas. Pues no contradicen nada de lo que he expuesto.
        Solo dicen que la eficiencia baja rápidamente por debajo de 500rpm (con los térmicos pasa lo mismo) y cuando le pides muy poca potencia(torque) al motor (menos de 10Kw).

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          July 23, 2014

          “Si el valor mínimo de eficiencia es 85% en todo el gráfico no sé de dónde pueden sacar aumentos de eficiencia de más del 5%”

          Dices que la eficiencia de un eléctrico nunca baja del 85% y eso no es cierto. El gráfico que has expuesto del Leaf no es un gráfico verdadero, es una ilustración hecha con algún software de diseño gráfico como Photoshop y similares, pero que carece de datos en las zonas menos eficientes y lo que han hecho es rellenar esas zonas “algo vergonzosas” con el 85% que mencionas. Con esto quiero decir que el punto óptimo del eléctrico se encuentra aproximadamente a mitad de las rev. máximas, y que con una caja de dos marchas por ejemplo se puede conducir más tiempo utilizando esa zona dulce. En la arrancada por ejemplo el motor subirá de vueltas mucho más rápidamente con una marcha corta, escapando de esa zona ineficiente y llegando a las 6.000RPM más rápido. Cuando el motor pase de las 8.000 RPM se engrana la siguiente marcha para volver a las 4.000RPM y seguir subiendo de velocidad. A velocidad crucero (120-130Km/h) el motor estaría funcionando sobre las 6.000RPM. De esta forma la eficiencia del conjunto aumenta bastante, tanto para vehículos pesados que consumen mucha potencia en la arrancada como para vehículos que circulan a altas velocidades.

          El problema es conseguir una caja que sea resistente al gran par motor de los eléctricos.

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          July 23, 2014

          Ya paso lo mismo de la otra vez que se discutio de esto con esa misma grafica, creo que estas equivocado con esa interpretacion de la efficiency, que traducido seria rendimiento, y que se saca de dividir la potencia mecanica entregada entre la potencia electrica consumida, potencia de salida entre potencia de entrada, cualquier motor que compres te traira este dato en la chapita de caracteristicas como coseno de fi, este rendimiento se puede dar en tanto por 1 o coseno de fi: 0,85, 0,95, 0,9, o en %, de hecho en la grafica ya pone entre parantesis que esta dado en %. Este rendimiento lo da el fabricante para decirte la perdida que tiene ese motor solamente en la transformacion de potencia electrica a mecanica, esta potencia que se pierde es lo que se llama potencia reactiva y la tienen todos los aparatos que trabajen con bobinas (transformadores, tubos fluorescantes, etc) debido a los desfases entre V e I que provocan la bobinas por su forma de trabajar.

          Lo que si se ve en esa grafica es que a partir de 2.800RPMs el motor pierde fuerza de forma bestial, con mis escasos conocimientos de mecanica me parece increible que un motor pueda rendir mas mecanicamente cuando NO tiene fuerza que cuando SI tiene fuerza. Siempre que nos dan por aqui las caracteristicas de un motor nos dicen: tiene un par brutal de 600Nm ¿Para que nos dan este dato si cuando el motor anda bien es cuando tiene un par de mierda?.

          Tampoco puedo entender que mi coche diesel consuma un 8% en ciudad a 30Km/h en primera/segunda, despues lo meto en autopista a 130 y me consume menos del 6%. Un VE es muy eficiente hasta 90Km/h, mas o menos, a partir de ahi se desfasa el consumo y es menos eficiente que un tractor, y ¿Resulta que es donde el motor va bien?. Mis conocimientas de macanica son limitados, pero hay cosas que me es imposible aceptar, porque no cuadran de ninguna manera.

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            July 23, 2014

            Estas mezclando dos cosas distintas. Una cosa es la energía reactiva y otra la eficiencia de una máquina.

            La energía reactiva sólo se consume en aquellos aparatos que utilicen electricidad alterna. No se da por ejemplo en un motor de corriente contínua, y no tiene nada que ver con la eficiencia energética. Y la energía reactiva no sólo depende del coseno de Phi, sino también de los armónicos del consumo eléctrico, y no tiene nada que ver con la eficiencia. Estas confundido. Que ambos se puedan expresar como un porcentaje no significa que sean lo mismo.

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            July 23, 2014

            Por poner un ejemplo que demuestra que te equivocas: una bombilla LED de las baratas tiene un factor de potencia muy bajo, yo lo he llegado a medir del 11% e inferior. Y sin embargo internamente no tiene ningún bobinado y el coseno de fi es cercano a 1. Se debe a los armónicos que crea el circuito rectificador, pues el LED trabaja a 3V aprox. de corriente contínua, y para transformar de alterna a contínua lo más rápido y fácil es puente rectificador de diodos y condensador electrolítico grande.

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            July 23, 2014

            La potencia es la multiplicación del par motor por las RPM. Si el par motor baja un poco pero las RPM suben bastante, entonces la potencia final será mayor. Y eso es lo que ocurre.
            30×10=300 es menor que 25×20=500
            es simple matemática

            Dan el torque máximo porque suele tener más que un motor de combustión equivalente, especialmente a bajas revoluciones, y eso es deseable para las arrancadas y para no necesitar tantas marchas. Pero lo que de verdad importa es la curva de potencia

            No entiendo que quieres decir que tu diesel consume un 8%, no tiene sentido.

            Vuelvo con las matemáticas básicas. El consumo es igual a la potencia generada por el motor en un instante dado multiplicado por la eficiencia del motor en ese punto. Si demandas mucha más potencia pero la eficiencia sólo crece un poco, el resultado final es un mayor consumo. A altas velocidades lo que manda es la aerodinámica, que hace crecer el consumo con el CUBO de la velocidad. Y cuando digo cubo me refiero elevado a 3. No hay mejora en la eficiencia del motor que pueda contrarestar eso.

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            July 23, 2014

            Efficiency significa eficiencia. Rendimiento se traduce performance.

            Deberías actualizar tus conocimientos sobre el tema, porque confundir factor de potencia con eficiencia es grave, significa que no entiendes realmente qué son cada uno.

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              July 24, 2014

              A ver Abner el factor de potencia es perdida que se produce, la corriente que se le mete al motor es alterna cuasisenoidal, es lo que hace la ESC transformar DC de la bateria en AC trifasica de frecuencia variable para alimentar al motor.

              De mecanica no sabre mucho pro de electricidad y sobre todo de electronica creo que se un poco, aunque todos tenemos que actualizarnos.

              Los LEDs y demas cargas resistivas no tienen perdidas de reactiva, porque no producen desfases entre V e I, esto solo pasa en cargas inductivas, en las capacitivas pasa pero el reves.

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              July 24, 2014

              Te contesto abajo del todo que aquí no quepo XD

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      July 23, 2014

      >>”” 1.- Resistencia Aerodinámica (Línea roja) -> Aquí influye el coeficiente aerodinámico y la VELOCIDAD, pero se ve claramente que (pongo el mismo ejemplo de consumo de los Tesla de más arriba) un Tesla a menos de 60km/h necesita menos de 5Kw mientras que si va a 120-130 consume 5 VECES más o 22,5Kw “”<<

      Me encanta esta parte, porque si los datos que has puesto son correctos; un tesla a 120 km/h consume el doble que a 60 km/h.
      Cuando hablas de w o de kw, estás hablando de consumo por cada segundo, y no por cada kilómetro. Entonces, si consumes 5 veces más en cada segundo, pero tardas la mitad de tiempo en llegar, has consumido 2,5 veces más. 😀 😀 🙂

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      July 23, 2014

      >>””Si al Leaf le ponemos una reductora que de 22.5km/h cada 1000rev en el punto óptimo del motor de 6.000 vueltas iremos a 135km/h. Pasaremos de necesitar 15Kw a 35Kw que a 6.000rev suponen 58Nm de par y nos pondríamos en el 94% de eficiencia, es decir, una ganancia del 4% sin contar con las pérdidas extra del cambio adicional.””<<

      No te sigo muy bien en tus cálculos sobre la eficiencia pero, estás comparando -"el 90% de un coche con el punto dulce a 85 km/h"-, con -"el 94% de un coche con el punto dulce a 135 km/h"-. Tenemos una reductora en los dos casos, y la resistencia es la misma, con aproximadamente las mismas pérdidas por rozamiento interno.

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    July 23, 2014

    Mi humilde opinion seria un cambio de 2 o 3 relaciones, lo mas sencillo posible y poco pesado, no creo que eso cree problemas de fiabilidad.

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  26. Avatar
    July 23, 2014

    Bravo Chema, más claro imposible.
    Que pesados con el cambio, si lo qhe hay que mejorar es el motor y las baterías, no poner lastres inútiles.

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    • Avatar
      July 23, 2014

      No es un lastre inútil, es una pieza que dependiendo del uso que se le de al vehículo puede ser interesante o no. Para eléctricos urbanos no merece la pena poner caja, pero para vehículos de competición, vehículos pesados y 4×4 tienen interesantes ventajas en potencia y eficiencia.

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  27. Avatar

    Chema muy interesante tu aporte, pero aqui es a donde queria ir yo:
    “Si al Leaf le ponemos una reductora que de 22.5km/h cada 1000rev en el punto óptimo del motor de 6.000 vueltas iremos a 135km/h. Pasaremos de necesitar 15Kw a 35Kw que a 6.000rev suponen 58Nm de par y nos pondríamos en el 94% de eficiencia, es decir, una ganancia del 4% sin contar con las pérdidas extra del cambio adicional.”

    Entiendo que hablas de otra relacion de engranajes diferente para lograr menor consumo a 6000 rpms y que logre estar situado a 135 kmsh.

    Entonces la prueba real seria poner coches electricos iguales con un cambio especifico para electricos lo mas simplificado posible(material irrompible ademas) y pegado al motor ocupando lo minimo (hay varias marcas creandolos de entre 2 y 4 velocidades) y otros sin el y medir el consumo electrico a velocidades de entre 120 y 180 kms h y es aqui donde alomejor se dispara mas alla del 15% de diferencia de consumo a un 20-30-40% (obviamente hasta que no vea una prueba fisica asi no podre validar ni mi teoria ni la vuestra , asi que a la espera de ello estoy y ojo admito que yo se poco respecto a aspectos especificos en materia electrica por eso prefiero esperarme a pruebas oficiales).

    La historia que el publico de coches premium o potentillos o gente que tiene un poco de prisa (la gente en españa curra muy puteada y muchas horas) te demanda velocidades de 130-180kmsh de crucero reales y si la bateria le va a durar menos de 200 kms , pues no le hará gracia o si le consume 40kwh cada 100 kms.
    Yo incluso he tenido prisa o alomejor en un futuro al no tener vacaciones en verano tengo que arreglarmelas para hacer viajes relampago los dias queno curre a la playa … (Porque lamentablemente en el mediterraneo no hay curro cualificado, si lo hay es estacional y en una ciudad petada que de atractivo turistico bastante escaso a mi parecer y siempre toca hacer kms para ir mas alla a zona pura y tranquila, y Barcelona no le denominaria ni ciudad con playa, Valencia empieza a serlo y en temporada baja…
    Y esta la gente con pymes, autonomos y ciertos trabajadores que necesitan altos cruceros porque su coche es una herramienta de trabajo.

    Tesla no incluyo el cambio porque sus motores dan una potencia brutal aunque hubo un desacuerdo con un exsocio fundador que ha desarrollado algo especifico de 2 velocidades que podria valer tal vez de perfeccionarlo, entonces este no facilita la patente y la marca no piensa pagarla.
    Ademas en el model S que han querido añadir mucho maletero., espacio interior y las baterias ocupan todos los bajos requeririan algo revolucionario junto al motor que ocupase lo minimo y ya el conjunto pesa MUCHISIMO.
    Y por extraño que parezca han conseguido dejar muy fina la reduccion de rpms , porque no tiene mala velocidad maxima y porque a 120-130 tampoco es que consuma como un vampiro , a mas parece que si xD, pero es que si tienes un model S seguramente te gustaria intentar ir a cruceros de 140-180 o su publico demandaria eso .

    Y es ahi donde la posibilidad de un cambio especifico y sencillo para electricos tal vez supla ese fallo que ademas proporcionaria mejores recuperaciones en adelantamientos.

    Obviamente si tienes un VE que solo es para andar por Madrid y para AHORRAR , pues no necesitas ningun cambio manual (para conversiones tal vez si ), y con el automatico que pille 140-150 te vale y con que el consumo no se dispare mucho hasta los 110-120kmsh .
    Pero para otros menesteres no estaria mala la opcion de poder elegirlo, lo que me gustaria saber si un model E o 3 cuando salga que tal consumira a 130por hora reales al menos.

    Ojo , con el glp suele pasar lo mismo , los coches gasolina a esas velocidades aunque sean de bajas rpms en 5. o 6. suelen disparar muchisimo el consumo(en gasolina ya se dispara pues en glp exponencialmente mas), es por eso que es dificil hacer una lucha contra los diesel alemanes para ciertos usos especificos.

    Resumiendo y para poner el punto final quiero que el V.E desbanque 100% al coche diesel del mercado algun dia y por eso me gustaria que solucionasen el problema de consumo a esas velocidades .(los gasolina irian con isobutanol sintetico, glp y gnc ), de ahi tal vez la insistencia de algunos de nosotros en que mejor cuantas mas soluciones prueben aunque estas sean luego el dia de mañana “opcionales”.

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  28. Avatar
    July 23, 2014

    Creo que esta discusión quedará zanjada con el tiempo, de momento varios prototipos de motos eléctricas y coches de competición ya están montando cambios…. y en la competición van a por resultados de la forma mas sencilla posible, si lo hacen, es por algo.
    aunque la transmisión mas efectiva es la hidráulica variable, sin piñones y ningún vehículo civil la monta….. todo se andará?

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  29. Avatar
    July 24, 2014

    KISS = Keep It Simple, Stupid

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  30. Avatar
    July 24, 2014

    Contestanto a Tapi8:

    La electricidad que nos llega de la red es en teoría una onda sinusoidal de 230V de corriente alterna. En la práctica el voltaje que nos llegue va a depender de la instalación eléctrica hasta nuestra casa y de la hora del día. Pero no sólo eso, la onda que nos llega dista mucho de ser sinusoidal pura. Puedes ver una medición real con osciloscopio aquí:
    http://html.rincondelvago.com/0005782314.png

    Ese ruido que aparece en la señal es provocado por los armónicos, provocados a su vez por aparatos electrónicos como ordenadores, televisores, iluminación de bajo consumo, etc. Y esas distorsiones armónicas empeoran el factor de potencia de los aparatos, aunque estos no tengan cargas inductivas o capacitivas y el pico de consumo de amperios coincida con el pico de voltaje. Por eso los ordenadores que no tienen corrector del factor de potencia aumentan el consumo de energía reactiva, pues el consumo de amperios se produce cuando el voltaje de la red supera el voltaje de los condensadores que filtran la señal pulsante que sale del puente de diodos, y como resultado se produce un pico de corriente (amperios):
    http://i35.tinypic.com/292xv7c.jpg
    -La linea negra el el voltaje que sale del puente de diodos, la parte negativa de la onda se vuelve positiva
    -La linea verde representa el voltaje después de pasar por el condensador filtro, suele ser un electrolítico de 400V 100uF o mayor
    -La linea roja es el consumo de amperios, y como puede verse sólo pasa corriente en un instante de tiempo, produciendo un pico de corriente en amperios que empeora el factor de potencia.

    Los rectificadores del factor de potencia, al igual que las baterías de condensadores, consiguen mejorar el factor de potencia. Pero esto no hace que se disminuya el consumo, lo que hace es optimizar el consumo para que sea necesario menos sección de cable. Como debes saber, el cobre se calienta más cuantos más amperios pasen a través, no se calienta con los Watios que lo atraviesen. Por eso las lineas de alta tensión son de alta tensión, porque hacen pasar pocos amperios pero a un voltaje bestial y de esa forma las pérdidas por efecto Joule se disminuyen.

    Aquí va un comentario de un foro:
    “La potencia reactiva es la necesaria para establecer campos magnéticos y cargar condensadores en consumos inductivos y capacitivos. Realmente esta potencia no se pierde, porque luego el consumidor inductivo o capacitivo la devuelve desplazada por 90º, pero igualmente hay que suministrarla y para eso el inversor tiene que pasar estos amperios. Es decir que es potencia que no se consume pero si no la das, no va nada. Resistencias puras por ejemplo no necesitan nada de potencia reactiva, mientras motores necesitan mucha. La potencia reactiva realmente no la nota la batería ni los conductos en CC, la cosa empieza a la salida del inversor solamente en la parte de corriente alterna, no te preocupes que algo consuma más por potencia reactiva, no es el caso (bueno realmente sí que se consume un pelín más por la mayor corriente y la consecuente mayor caída de tensión en alterna, pero es despreciable).”

    Como ves, el factor de potencia en ningún momento influye en la eficiencia energética salvo en las pérdidas aumentadas por efecto joule en los conductores al pasar corrientes mayores. Pero no es energía consumida, es energía “prestada” que luego se devuelve.

    Si quieres te busco más información, pero este post se me ha hecho muy largo LOL

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      July 24, 2014

      Abner te agradezco que te tomes tantas molestias, pero todo esto ya hace mucho tiempo que lo se, estudie electronica hace 20 años y llevo mas de 10 años diseñando aparatos electronicos, tanto el hardware (circuitos y placas) como el sofware (los programas para los microcontroladores que hacen funcionar los circuitos).

      Todos los motores que trabajan en alterna tienen reactiva, los que trabajan en continua no, y todos traen en la placa de caracteristicas su coseno de fi o su rendimiento en % es lo mismo uno que otro, un motor lo puedes usar en miles de aplicaciones diferentes y esta perdida tienes que tenerla siempre en cuenta, por tanto es obligacion del fabricante proporcionarla para que el usuario pueda hacer sus calculos.

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    • Avatar
      July 24, 2014

      Interesante comentario sobre la reactiva:
      “En una FV aislada, la corriente reactiva no “consume batería” por sí misma, pero sí circula por el inversor, con las respectivas pérdidas en calor por el simple hecho de circular por sus circuitos electrónicos. Será mayor cuanto mas potencia reactiva tengas en casa.

      Para anular este “defecto” puedes instalar unos condensadores en cada receptor que consuma reactiva, calculando la capacidad necesaria para que se anule, porque si instalas mas condensadores de los necesarios, estas en las mismas: tendrás una corriente reactiva capacitiva, que a los efectos de pérdidas en el inversor será igual.”

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      July 24, 2014

      En resumen, la eficiencia es igual a la potencia generada por el motor dividida entre la potencia ACTIVA consumida por dicho motor. La potencia reactiva no se tiene nunca en cuenta para calcular la eficiencia del motor; se trata de un dato aparte, que dependiendo de tu tarifa eléctrica te la cobran o no. Y se puede eliminar fácilmente poniendo en paralelo con el motor un condensador adecuadamente calculado para contrarestar la energía reactiva inductiva. Es decir, un motor con un coseno de fi de 0.8 le metes un condensador adecuado y se transforma en un motor con coseno de fi de 1, por lo cual según tu teoría tendría una eficiencia del 100%, cosa que es termodinámicamente imposible. Y si fuera tan fácil aumentar la eficiencia de los motores eléctricos, ¿para qué se gastan millones en hacer motores cada vez más eficientes si un simple condensador lo solucionaría?

      Eficiencia ≠ Factor de potencia

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        July 24, 2014

        Pero ¿como no vas a tener en cuenta la potencia reactiva que pierdes? si tu tienes que dar 80KW para mover una bomba de agua y tienes un motor con un coseno de fi de 0,8 (rendimiento o efciencia de 80%), el motor lo tienes que alimentar con 100KVA (Kilo Voltanperios) porque si no le metes ese 20% mas de potencia no da los 80KW.

        En el caso de motores alimentados con variadores o ESCs no valen los condensadores para compensar reactiva, porque la V que le mete un variador no es exactamente AC, son trocitos de CC, PWM (modulacion por ancho de pulso) que el motor “lee” como AC. En este enlace hay unos videos que grabamos el año pasado y unos PDFs donde puedes ver como son esas ondas:

        http://forococheselectricos.com/foro/index.php?topic=119.0

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        • Avatar
          July 25, 2014

          No confundas kVA con kW, son dos medidas distintas. La primera es potencia aparente y la segunda potencia activa. Los transformadores, motores etc están limitados por la cantidad de amperios que pueden pasar a través de ellos, y eso lo determina la potencia aparente VxA

          Si a un motor convencional que consume 80kW (la “k” en minúsculas, no en mayúsculas; error típico) le metes 80kVA y en paralelo le conectas un condensador debidamente dimensionado (se puede calcular con una fórmula exacta) va a funcionar perfectamente. Vuelves a confundir eficiencia con coseno de fi. De hecho no me has dado el valor de la eficiencia del motor, por lo que la potencia real que producirá el motor es desconocida. Suponiendo que tiene una eficiencia del 90% en su punto de trabajo (valor típico en motores normalitos), entonces el motor producirá 80kW*0,9 = 72kW de trabajo mecánico. Como ves el coseno de fi no juega ningún papel.

          Ahora bien, hay casos como el que mencionas de motores alimentados por pulsos que quizás no respondan igual de bien a la instalación de un condensador. Seguramente esa onda genera una tasa de distorsión armónica severa (THD). En esos casos habría que estudiar cómo aumentar el factor de potencia, si mediante sistemas de reducción de reactiva activos, mediante una onda de alimentación ligeramente modificada, o mediante filtrado de armónicos. En ese terreno no me he metido (aún). Uno de los enlaces que te he puesto explica que los armónicos también influyen en la potencia aparente, y estos no se pueden eliminar con condensadores sino con filtros de armónicos. Léetelo.

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      July 24, 2014

      Más información sobre la diferencia entre eficiencia y factor de potencia, y de cómo influye la una en la otra:
      http://renewablengineering.blogspot.com.es/2012/05/el-factor-de-potencia-y-sus.html

      Si con esto no lo entiendes, apaga y vámonos.

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      July 24, 2014

      Diferencia entre el factor de potencia y el coseno de Fi:
      http://quintoarmonico.es/2008/07/17/diferencias-entre-cos%CF%86-y-factor-de-potencia/#content

      Reply

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    July 24, 2014

    Impepinable y magistral argumentación Abner. Pero no vas a convencer al irreductible Tapi porque no la entiende…

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      July 24, 2014

      Lo de irreductible me gusta suena a asterix, es verdad soy un Galo irreductible, pero Galo de Galicia.

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      July 25, 2014

      Lo que pretendo es:
      1º Que Tapi8 corrija fallos en la educación que recibió, he conocido a muchos profesores que no sabían lo que enseñaban.
      2º Que otros se enteren del tema
      3º Mediante la búsqueda de información, enterarme mejor del tema y de los detalles. Siempre es bueno actualizar conocimientos.

      No considero que Tapi8 sea irreductible, simplemente llevan esas ideas arraigadas muchos años y es difícil sacarlas de un tirón. Hay que ir mojando primero la tierra, escarbar un poco por aquí y por allá y la planta saldrá sola. Si no sale ya es que es irreductible XD

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        July 25, 2014

        Vale Abner dejemoslo aqui, creo que ademas tanto tu como yo defendemos el cambio de marchas, excepto en urbanos. No pretendo que te fies de mi, de hecho si me conocieras personalmente aun te fiarias menos jejej, solo busca en Google “triangulo de potencia en motores trifasicos” y despues…Veras como ese factor de potencia y esa eficiencia se refiere a eso. Un motor electrico no tiene otro sitio donde perder esa potencia.

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    July 24, 2014

    Pues no era un cumplido tapi…. Ya en otro hilo trataron de explicarte (hasta el agotamiento) el concepto de eficiencia y el de factor de potencia. Y en este seguimos en las mismas. Los confundes con una cerrazón y un empecinamiento que son ridículos. No son conceptos tan complejos como para que cualquiera pueda entenderlos….. si se pone un mínimo de interés en hacerlo, claro. Bajate del burro y haz caso de lo que te explica con tanta paciencia Abner, que te da mil vueltas en estos temas.

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    July 24, 2014

    Es que comprendo estos conceptos perfectamente, he instalado muchos motores trifasicos y he tenido que hacer muchos calculos con el triangulo de potencias para poder calcular que potencia de entrada necesito para obtener a la salida la W deseada.

    Vaya me caias mejor cuando pensaba que era un cumplido jajaj.

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      July 25, 2014

      Tapi8, creo que con esto lo vas a entender mejor. Analiza por favor la figura 7 de esta web que subí antes:
      http://renewablengineering.blogspot.com.es/2012/05/el-factor-de-potencia-y-sus.html

      Si te fijas, cuando el inversor esta trabajando con un coseno de fi de tan solo 0,25, la eficiencia del inversor NO es del 25% como tu afirmas, sino que varía entre el 55% y el 79% dependiendo de la carga. Lo que se puede ver en esa gráfica es que el coseno de fi puede influir en la eficiencia, pero NO ES LA EFICIENCIA de un aparato.

      Un motor de 25kW de consumo activo que tenga un coseno de fi de 0,25 necesitará un inversor de 100kVA. Ese inversor no estará consumiendo 100kW de las baterías o de donde sea, sino 25kW dividido por la eficiencia del inversor en esas condiciones, que si utilizamos la gráfica del ejemplo en cuyo caso la eficiencia en esas condiciones es del 55%, nos da un consumo real de 25kW/0,55 = 45,45kW.

      Si utilizamos un inversor de mayor potencia de forma que utilicemos su punto óptimo de eficiencia en esas condiciones, el consumo del mismo será de 25kW/0,79 = 31,65kW, muy lejos de los 100kW que saldría según tu fórmula. 31,65kW<100kW

      Por otro lado está la potencia útil del motor, que suponiendo que tiene una eficiencia del 90% (independientemente de que tenga un coseno de fi de 0,25) entonces producirá un trabajo útil de 25kW*0,9 = 22,5kW

      La eficiencia del conjunto por tanto será de:
      (22,5/31,65)*100 = 71,1%

      FIN.

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    July 25, 2014

    Hay que ver cómo ha cambiado el discurso del debate desde que comenzó hasta ahora sobre si es bueno o no un cambio en un eléctrico.
    Veo que al final quienes conocen bien la física y los motores eléctricos abogan por el que es bueno el cambio. Y uno de ellos con quien mas de acuerdo estoy es con Abner.
    Pero hay algo que al parecer casi todos olvidais: ¿qué pasa con los coches que mas interesante es que sean eléctricos? Es decir, los urbanos o de proximidad en los que no son necesarios mas de unos 80km o poco más y donde el coste de las baterías sí es muy importante. Esos pequeños utilitarios les basta con unos 10-15kW de potencia motriz, pero ¿ qué pasa si tienes que arrancar en una de esas pocas pero existentes calles con un 15-20% de subida? Esas calles las hay en muchos pueblos y urbanizaciones donde un eléctrico cubre perfectamente las necesidades.
    Abner tiene mucha razón en lo de cuál es el consumo y la eficiencia de un motor eléctrico a cero rpm o en muy bajas rpm.

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      July 25, 2014

      Aquí nadie dice que los cambios no sirvan para nada. Lo que se cuestiona es si aumentan o no la eficiencia del vehículo.

      En un vehículo como el que indicas no sería necesario en absoluto ya que con una reductora más corta ya tendrías potencia de sobra para subir cuestas. Eso sí, el coche con motor de 15Kw no debería superar los 600Kg de peso si queremos una aceleración aceptable. De hecho estamos describiendo al Twizy (450Kg) y no necesita de ninguna caja de cambios.

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      July 25, 2014

      En los urbanos ligeros veo menos útil una caja de cambios, porque son muy ligeros y porque no necesitan ir a mucha velocidad. Con ponerles un motor eléctrico suficientemente potente es bastante. La masa que tienen que mover estos coches es pequeña por lo que no se va a gastar mucha energía en cero revoluciones, y al no ir a mucha velocidad el motor va a trabajar en el punto de máxima eficiencia casi todo el tiempo.

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  36. Avatar
    July 25, 2014

    Sobre la discusión de Abner y tapi, quería darle la razón a Abner: El factor de potencia no tiene nada que ver con el rendimiento. La energía reactiva no es energía que se pierda sino que circula por la red para crear los campos mágnéticos y las cargas de los condensadores cuando la corriente es alterna. La energía reactiva va de unos a otros pero no se pierde. El rendimiento o eficiencia sí que da una medida de la energía perdida en forma de calor. Energía mecánica en el eje del motor dividido por la energía eléctrica absorbida por el motor (lo mismo vale para potencias). Podemos tener un motor con factor de potencia igual a 0.9 y un rendimiento de 0.5 (suponiendo que fuera muy malo y tuviera muchas pérdidas por rozamientos, efecto Joule, etc..).

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  37. Avatar
    July 25, 2014

    Si tiene que ver Chema, mirate en Google “triangulo de potencia en motores trifasicos”, si te compras un motor trifasico te traera una chapita donde pone V de trabajo 230V, frecuencia 50 Hz, potencia XXKW y factor de potencia como cos de fi=0,8 o rendimiento=80% y alguna cosa mas, mediante estos parametros que te da el fabricante tu haces tus numeros y sabes que motor necesitas.

    En el triangulo de potencias sale un triangulo rectangulo donde el cateto grande es la W activa en KW, el cateto pequeño es la W reactiva en KVAr (Kilo Voltamperios reactivos) y la hipotenusa es la W aparente (Kilo Voltamperios), si el cos de fi es de 0.8, quiere decir que para alimentar una carga (bomba, VE, cinta transportadora, etc) de 80KW necsitas un motor y una alimentacion que te de como minimo 100KVA (Kilo Voltamperios se suelen llamar kaveas).

    Si se pierde Chema, es una potencia que por culpa de los desfases que provocan las bobinas entre V e I hace que cuando hay V no haya I y viceversa, el motor la consume pero no la aprovecha, es por eso que en instalaciones industriales, por culpa de la gran cantidad de motores que hay, y en todo tipo de centrales generadoras donde hay que elevar V con transformadores, hay bancos de condensadores para “compensar reactiva”, es decir tratar de lograr un coseno de fi igual o proximo a 1.

    Carlos abrio en el foro un hilo para seguir discutiendo/hablando de este tema, si quereis y sin enfados y tranquilamente podemos seguir hablando del tema:

    http://forococheselectricos.com/foro/index.php?topic=222.0

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      July 26, 2014

      La verdad es que el tema se esta volviendo muy largo, y en parte por mi culpa. Sorry
      Voy al foro

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  38. Avatar
    July 25, 2014

    Chema, yo no estaba describiendo el Twizy porque lo probé durante varios días y era lo más absurdo como vehículo que he probado. Me refiero a un utilitario urbano para hasta 4 personas cuyo peso con las 4 personas wue con puertas y ventanas se aproximaría a los 800kg y con una autonomía de unos 80km con unos 10kWh de energía. Y si teniendo esos datos en cuenta y un motor de unos 15kW para obtener unos 80km/h de máxima velocidad, si con esa moderada potencia tienes que arrancar en una cuesta de un 15-20%, o tienes una reductora, o no consigues arrancar, o lo haces despilfarrando muchisima energia para sólo arrancar.

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