martes, 20 de diciembre de 2011

ekart

Durante el curso 2010-2011 un grupo de alumnos ha aprovechado la asignatura de proyectos para construir un kart eléctrico.

Por convicción propia y por la escasez de recursos económicos, en todo momento se ha tenido en mente:
Reinventa,
Reduce,
Reutiliza,
Repara,
Recicla.


Así, el chasis y el soporte de baterías, salieron de mesas que iban a TIRARSE en el instituto.



El disco y la pinza de freno, de una SUZUKI KATANA de un alumno.


Asiento, volante, de un kart de pedales de juguete.
Ruedas, lo justo para que rueden, que sean redondas, baratas. De carro de almacén.
Motor CC brushed de imanes permanentes de 900W 24V, controlador de hasta 40A y mando de acelerador de puño. Currie Technologies comprado en http://www.monsterscooterparts.com por los propios alumnos. 300€, sus ahorros no dieron para más.




Y MUCHA ILUSIÓN!!!

CONSTRUCCIÓN DEL CHASIS.


DETALLE COLUMNA, BIELETA Y BRAZOS.
 
 

MANGUETA, RÓTULA, RUEDA.


PINZA DE FRENO.


SOPORTE BATERÍAS.



TRANSMISIÓN Y ALOJAMIENTO MOTOR.


ADAPTACIÓN MANETA FRENO Y MANDO DE GAS DE PUÑO.


CUADRO DE MANDOS.

EKART FINALIZADO.



VIDEO RESUMEN DEL PROYECTO.

Proyecto e-twingo 2011-2012

El presente curso 2001-2012 continuamos con el proceso de acondicionamiento del vehículo para recibir los componentes de su nuevo sistema de transmisión eléctrico.

Se ha acondicionado el interior del vano motor que estaba completamente oxidado. El proceso ha sido:

  • lijado,
  • imprimado,
  • aparejado,
  • pintura.

    Continuaremos con el trabajo de desmontar el motor eléctrico de la vetusta carretilla eléctrica que nos hemos encontrado en "una cueva" perteneciente al complejo educativo.

    lunes, 15 de agosto de 2011

    Proceso de cálculo vehículo eléctrico

    1º Determina la potencia necesaria para mover vehículo a velocidad máxima. No es lo mismo 100 km/h de velocidad de crucero que velocidad máxima. Si es velocidad de crucero el motor eléctrico debería de entregar el 80% de su potencia a ésta velocidad, luego haz los cálculos para 120 km/h. En caso de ser velocidad máxima, se entiende que la velocidad de crucero serán 80 km/h.

    2º Cuando sepas qué potencia necesitas, debes elegir qué tipo de motor poner: CC (serie, BLDC, permanent magnet) o CA (inducción...) en función de las prestaciones, presupuesto, accesibilidad, conocimientos técnicos, etc.

    3º El propio tipo de motor te hará elegir la electrónica de potencia necesaria. Cada tipo de motor, un tipo de electrónica. Hay varias marcas: Curtis, Texas instruments, Alltrax, Godzilla, Siemmens, kelly controller... cada una especializada en un producto.

    4º Baterías. Empirismo total.

    Primero: de nuevo en función de proyecto, decides entre plomo (deep cyle), nimh o litio.

    Segundo: Si necesitas 100 km de autonomía. A qué velocidad??? No es lo mismo querer hacer 100 km a 30 km/h que a 100 km/h. Si eliges 50 km/h (o lo que quieras) para tus cálculos, para ello requiere una potencia de X (kW), entonces:

    X (kW) * 100 (km) / (50 (km/h)*DOD) = X (kWh)

    Resumiendo, Capacidad = (Potencia*Autonomía)/(Velocidad media*DOD)
    DOD=Depth of discharge--> profundidad de descarga. Mayor para baterías de litio, menor para las de plomo.
    Ya tienes una estimación de la capacidad, compara con valores de diferentes fabricantes y juzga.

    *Nota: Sepas que si calculas a 50 km/h, cuando viajes a 100 km/h, tu autonomía se verá drásticamente reducida. Al revés cuando circules por debajo de esa velocidad.

    5º BMS. Batery managment system. Gestiona la carga y descarga de la batería. En baterías de plomo es completamente prescindible. Imperativo en baterías de litio.

    6º Caja de cambios. Mantener la caja de cambios son todo ventajas. A saber:
    - contiene el diferencial, necesario para poder girar.
    - aprovecha el motor de forma más eficaz, aunque no son necesarios tantos cambios de marchas. Puede preveerse un sistema HI(carretera)-LO(ciudad)
    - Ayudará a mantener la rigidez estructural del conjuto

    7º Cargador: on board (lo llevas en el coche) o estático (se queda en casa). Valora la utilización del vehículo.

    8º Accesorios variados, relés, fusibles, bornes, contactores, interruptor de emergencia, instrumentos de medida (voltímetros, amperímetro)

    9º El circuito de 12V original se mantiene. Así que la batería de 12V se queda en el vehículo y tiene que cargarse. Existen conversores DC/DC. Podría pensarse en acoplar el alternador (que ya tienes) al movimiento del motor eléctrico para cargar la batería de 12V y no tener que gastar 500 o más euros.

    martes, 7 de junio de 2011

    Proyecto etwingo 2010-2011

    El presente curso se ha iniciado el proyecto de electrificación de un renault twingo del 93.

    "The donor car" ya fue en su dia "Donor car" para realizar prácticas de chapa y pintura.

    Fotos de la fiera:





    El hecho que marcó su futuro electrificado fue curiosamente un incendio en el motor de combustión. Como consecuencia del mismo, la instalación eléctrica también está dañada.


    El CO2 de los equipos de extinción dejaron en el chasis su marca en forma de óxido.

    Bajos del motor: caja de cambios, brazos de la suspensión, palieres. El próximo año dará para muchas prácticas.


    Después del primer dia de trabajo.


    Después de decorarlo con unos vinilos electrificantes.






    Hasta aquí el trabajo material, todos los elementos aprovechables (parachoques, caja de cambios, pilotos...) están dentro, aunque no se ven.

    Y puesto que los recursos son escasos, mínimos, habrá que ser razonable y pensar en ir ahorrando para los diferentes elementos, motor, controlador, baterías, cargador, y el resto de elementos.

    Así, el plan para el próximo curso será el siguiente:
    - Acondicionamiento vano motor --> protección de superficies.
    - Revisión caja de cambios y diferencial.
    - Reforzar estructura para pack de baterías.
    - Reparar la instalación eléctrica 12V.
    - Acondicionamiento interior --> equipo de sonido, habitáculo.
    - Ahorrar para comenzar la conversión el curso 2012-2013


    Para determinar las necesidades de motorización, se ha desarrollado una herramienta basada en excel donde introduciendo los siguientes datos: masa, coeficiente aerodinámico, ancho, alto, datos de los neumáticos y caja de cambios:





    Y se obtienen los resultados en la siguientes tablas:


    El estudio de las resistencias al avance se realiza siguiendo el método propuesto en el manual de la técnica de bosch.
    - Rrodadura --> debida al rozamiento del neumático
    - Rpendiente --> subida pendientes
    - Raerodinámica --> rozamiento con la atmósfera
    - Rtotal --> suma de las anteriores.
    A fin de mayorar los cálculos, se toma en consideración una pendiente continua de 0'5% constante.



    Hemos utilizado la hoja de cálculo para realizar los cálculos de un kart eléctrico (no puedo desvelar detalles ya que lo hemos presentado a dos concursos para estudiantes de FP) y de momento, funciona.

    Tras documentarnos con diferentes DIY y visitar webs de componentes, nos decidimos por simular toda la familia WARP e IMPULSE y seleccionar el motor que mejor se ajuste a la caja de cambios. Para la realización de la simulación, se extraen diferentes valores de la ficha técnica del motor facilitada por el fabricante.

    Ficha técnica: http://www.go-ev.com/PDFs/002_05_04_WarP_9_Sales_Sheet.pdf

    Valores útiles para la simulación:


    Sólo se refleja la simulación del WARP9.  En la gráfica, comparamos el par ofrecido por el motor en cada marcha engranada y el par demandado por el vehículo Ti (kg) a cada velocidad.




    Se propone el siguiente funcionamiento:
    - LO-HI --> Seleccionar 2ª marcha para desplazamientos por ciudad y 5ª marcha para desplazamientos interurbanos. Vmax=80km/h
    - CONT --> 3ª marcha de forma continua sin preocuparse por cambios. Vmax=60km/h

    Estos datos se tendrán en cuenta a la hora de calcular la capacidad de baterías. Cosa que finiquitaré en otro momento porque ahora estoy cansado.

    martes, 5 de abril de 2011

    Tienen suficiente autonomía los vehículos eléctricos???

    Como cantaba Jarabe de Palo, DEPENDE.

    De qué DEPENDE???

    Pues depende de las necesidades de cada persona.

    HECHO Nº1
    Cada uno, debe reconocerse como conductor y valorar su comportamiento sin dejarse llevar por la pasión aseverando muy alegremente que "los coches eléctricos no tienen autonomía". Pensemos un poco antes de hablar.

    Junto con mis alumnos de 2º automoción, hemos realizado una encuesta a nuestros contactos con los siguientes resultados:

    1. ¿UTILIZAS EL VEHÍCULO PARA HACER TRAYECTOS DE MÁS DE 150Km?
    O sea, que casi todos necesitamos tarde o temprano, un vehículo con elevada autonomía. Pero, ¿cada cuánto?


    2. ¿CON QUÉ FRECUENCIA REALIZAS TRAYECTOS DE MÁS DE 150Km?
    Resulta que un 70% de la población necesita un vehículo para largos desplazamientos menos de una vez en semana. Pero, ¿cuánta autonomía necesitamos al dia?


    3. ¿CUÁNTOS Km REALIZAS EN TUS DESPLAZAMIENTOS DIARIOS?
    EL 80% DE LOS ENCUESTADOS REALIZA TRAYECTOS DE MENOS DE 60Km AL DIA.
     Lo cual es un dato bastante significativo, ya que se corresponde con los datos que se manejan a nivel europeo sobre movilidad.

    HECHO Nº2
    La mayoría de los vehículos eléctricos que existen en el mercado aseguran un mínimo de 40Km de autonomía y los hay con autonomía por encima de los 100Km.

    VEHÍCULO AUTONOMÍA
    GEM e2  50Km
    THINK CITY 200Km
    MEGA CITY 60-80Km
    REVA 65Km
    RENAULT FLUENCE Z.E 160Km
    SEAT IBE 130Km
    FORD TRANSIT CONECT ELECTRIC 128Km
    IVECO ECODAILY ELECTRIC 130Km
    MITSUBISHI i MiEV 160Km
    Seat IBE 130 Km
    Opel AMPERA més 500 Km
    Peugeot ION 150 Km
    Citroen C ZERO 130 Km
    Hyundai  BLUEON 140Km
    Tesla Roadster 340km
    Smart  ED 110 km
    Subaru Stella 80 km


    CONCLUSIÓN Nº1. La tecnología está preparada para satisfacer las necesidades de desplazamiento de 2/3 de la población grosso modo.
    CONCLUSIÓN Nº2. Si sacamos cuentas, quizá nos resulte más económico poseer un vehículo eléctrico y alquilar uno de combustión en cualquier RENTACAR cuando sea necesario, o pertenecer a alguna asociación tipo CARSHARING y tener la disponibilidad de autonomía. Pero éste, es un ejercicio que debemos hacer cada un@ individualmente.

    martes, 8 de marzo de 2011

    CONTAMINAN LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS???

    La respuesta es .

    INTRODUCCIÓN.
    Esto es debido a la forma en que se produce la electricidad. Recordemos, sucintamente, las fuentes primarias de energía:
    • Combustibles fósiles:
      • Carbón
      • Gas natural
      • Fuel-oil
    • Energía nuclear.
    • Energías renovables:
      • Hidroeléctrica
      • Eólica
      • Solar
      • Biomasa

    Cabe decir que la energía eléctrica no es en sí una fuente de energía, como tampoco lo es el hidrógeno (harina de otro costal). Lo que hace la tecnología moderna es convertir las fuentes de energía primarias en electricidad, para poder transportarla al lugar de consumo. Nada más.
    La única fuente de energía eléctrica natural son los RAYOS.  

     

    HECHO Nº1.
    En función del tipo de energía primaria que se utilice para producir electricidad, se emitirá más o menos CO2 a la atmósfera por kWh eléctrico producido. Efectivamente cuantos más combustibles fósiles, más CO2 emitido a la atmósfera.

    HECHO Nº2
    Puesto que el consumo de un vehículo eléctrico es electricidad y este consumo se mide en kWh, también contaminará. Menos que uno de combustión, sí, pero contaminará.
    En España, la producción de electricidad en 2009 fue 1kWh=386 g CO2 y en 2016 se espera 1kWh=265 g CO2.


    HECHO Nº3
    A las diferentes combinaciones de fuentes primarias de energía que hace cada país para producir su electricidad, se le llama mix energético y por lo tanto cada país tiene un mix energético diferente.

    Os dejo unos ejemplos de emisiones de CO2 en función del mix energético de diferentes países.

    Mix España 55 g CO2/km
    Mix USA 62 g CO2/km
    Mix Francia 12 g CO2/km
    Mix eólica 0 g CO2/km
    Mix carbón USA 128 g CO2/km

    CONCLUSIONES
    • Las emisiones de un VE cuya electricidad se obtenga según el mix energético estadounidense, donde se utiliza bastante carbón, es de 62 g CO2/km. Siendo el míx sólo de carbón, llegaría a 128 g CO2/km.
    • En Francia, donde hay mucha energía nuclear, el mismo VE, emitiría el equivalente a 12 g CO2/km.
    • Se espera que España mejore su producción eléctrica a partir de energías renovables paulatinamente. Así un vehículo comprado en 2009 emitiría 55 g CO2/km y en 2016 serían 38 g CO2/km.
    • Utilizando únicamente energía eólica para generar electricidad que cargue las baterías de un VE las emisiones serían 0 g CO2/km. Incluso así, debería contemplarse las emisiones de CO2 emitidas fabricando los molinos y instalándolos en el campo eólico.
    • Luego nuestros vehículos eléctricos contaminarán lo que contaminen nuestra producción eléctrica.
    • Los agentes contaminantes, dejarán de generarse en las ciudades, pero continuarán emitiéndose a la atmósfera donde se encuentren las centrales eléctricas.
    • Aún así, la eficiencia de los VE continúa justificando la tecnología.
    VIDEOS RECOMENDADOS.
     Ambos emitidos por La2 en "La noche temática"

    El petróleo de la discordia 

    Alternativas del S. XXI

    miércoles, 2 de marzo de 2011

    ECONOMÍA vs EFICIENCIA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

    INTRODUCCIÓN
    Para poder abordar el tema de la movilidad eléctrica, primero me gustaría justificar el reciente interés por esta tecnología, que sin ser antigua en términos históricos, se nos vende como el paradigma de la vanguardia y el futuro. Otra vez, mirada atrás para vislumbrar el futuro.
    Lo veremos en otra entrada, pero los motores eléctricos (ME) son tan o más antiguos que los motores de combustión interna (MCI).

    HECHO Nº1: ECONOMÍA.
    Que no os engañen, no es el precio por kilómetro (€/km) lo que justifica el cambio de tecnología. En este sentido, iremos de "guatemala a guatepeor". Si malas las petroleras&co, peor las eléctricas.inc. Aunque también es cierto que mucha gente produce su propia energía, ya sea mediante placas solares o mediante aerogeneradores y han conseguido liberarse de la tiranía que ejercen las endesas y sus compinches.
    Tengamos en cuenta lo siguiente, si la electricidad estuviera gravada por los mismos impuestos que los carburantes, nuestra factura eléctrica sería astronómica.

    HECHO Nº2 EFICIENCIA ENERGÉTICA.
    La tecnología que pone en movimiento los vehículos eléctricos se justifica cuando se mira desde la perspectiva de la eficiencia energética.

    TIPO DE VEHÍCULO
    DE LA PRODUCCIÓN AL DEPÓSITO
    (well to tank)
    EFICIENCIA DEL VEHÍCULO
    (tank to wheel)
    EFICIENCIA ENERGÉTICA TOTAL
    Vehículo eléctrico
    EV
    43%
    (generación y transporte electricidad)
    67%
    (incluida eficiencia de carga 83%)
    29%
    Vehículo diesel
    88%
    (refinado y transporte)
    18%
    16%
    Vehículo híbrido gasolina
    82%
    (refinado y transporte)
    30%
    25%
    Vehículo gasolina
    82%
    (refinado y transporte)
    15%
    12%

    CONCLUSIONES
    1. La  diferencia de eficiencia entre un vehículo eléctrico y uno de gasolina es de 17 unidades. Puede parecer poco, pero veamos otros ejemplos. Si nos suben el sueldo un 17% cada año, en vez de lo que sube el IPC, seguro que lo cenamos con nuestra pareja con velitas y todo. Ay! si nos lo bajaran un 17%, sería la revolución.
    2. Es más eficiente el transporte de derivados del petróleo. La eficiencia del transporte de electricidad puede mejorarse si se disminuye la distancia de los centros de producción a los puntos de consumo. Asimismo, se están haciendo grandes progresos en la mejora de la eficiencia, como demuestra el proyecto "Desertec" empleando para el transporte corriente continua de alta tensión. Más información: http://www.ison21.es/2009/02/28/corriente-continua-en-alta-tension-el-transporte-de-las-renovables/
    3. La eficiencia de cualquier motor eléctrico supera el 80%. Cualquier MCI no llega ni al 20%.
    4. La tecnología híbrida permite optimizar el consumo de un MCI y elevar su eficiencia total sin las limitaciones de autonomía de un eléctrico puro.
    5. Si mejoramos la eficiencia, tendremos menos "malos humos". Menos "malos humos" es menos CO2 que a su vez es menos efecto invernadero y así cambio climático más lento.Y así, los ecologistas, contentos!!! Asumo personal y libremente, basado y documentado en la información científica disponible, que el cambio climático es imparable. Sólo podemos frenarlo.