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VEHICULOS HIBRIDOS DIAGNOSIS Y

NOVIEMBRE - DICIEMBRE 2012

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Automotive Technical Projects, es socio de:

VEHICULOS HIBRIDOS DIAGNOSIS Y FUNCIONAMIENTO AGENDA DEL CURSO

Recepción asistentes. asistentes. Cumplimentación Documentación. Desarrollo sesión teórica. “Cof “Cofffee – Brea Break” k” Desarrollo sesión teórica. Desarrollo sesión teórico teórico – práctica. Ruegos y preguntas. Cumplimentación Cumplimentación Documentación.

Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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VEHICULOS HIBRIDOS DIAGNOSIS Y FUNCIONAMIENTO INDICE DE CONTENIDOS

1. ME MEDI DIOA OAMB MBIE IENT NTEE Y MOVI MOVILI LIDA DAD: D: •

La contam contamina inació ción n medioa medioambi mbien ental tal y el automó automóvil vil

•

Movili Movilidad dad altern alternati ativa va (propu (propulsi lsión ón híbrid híbridaa y eléctri eléctrica) ca)..

•

Reseña Reseña históri histórica ca de la movili movilidad dad altern alternaativa. tiva.

2. VEHI VEHICU CULLOS HIBR HIBRID IDOS OS.. •

¿Qué ¿Qué es un vehí vehícu culo lo híbr híbrid ido? o?

•

Catalogación.

•

Automóviles: • THS THS – Toyot oyota. a. IMA – Hon onda da.. • IMA

Descri Descripc pción ión de las caract caracterí erísti sticas cas técnic técnicas as partic particula ulares res de estos estos vehícu vehículo los. s.

3. DIAGNOSIS MODO ODO TALLER Y OBD OBD


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VEHICULOS HIBRIDOS DIAGNOSIS Y FUNCIONAMIENTO 1.

MEDI MEDIOA OAMB MBIE IENT NTEE Y MOVIL MOVILID IDAD AD..

MEDIOAMBIENTE Y MOVILIDAD MOVILIDAD Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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• El Automóvil, actu ojo del del hu hura racá cán” n”.. actual alme ment nte e esta esta en el “ojo • La cont contam amin inac ació ión n ambi ambien enta tall es un verd verdad ader ero o prob proble lema ma qu que e debe debe ataj atajar arse se.. • Los Los recu recurrsos sos combustibles fósiles, su coste y su disponibilidad no son “valores

estables”.


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indust stri riaa de la au auto tomo moci ción ón esta obl obliga igada da a encont La indu encontra rarr soluci solucione oness encami encaminad nadas as a: • Reducir Reducir impacto impacto medioambi medioambienta ental. l. • Mejo Mejora rarr la tecn tecnol olog ogía ía de dise diseño ño de vehí vehícu culo los. s. • Desarr Desarroll ollar ar especí específic ficame amente nte vehícu vehículos los de bajas bajas y/o y/o cero cero emisio emisiones nes.. •Cump Cumpli lirr con con las las no norm rmas as de ho homo molo loga gan n y an anti tico conta ntami mina naci ción ón vige vigent ntes es..


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crisis is medi edioa oam mbient ientaal y ener energgética tica,, des desde el Algunos datos que reflejan la actual cris punto pu nto de vist vistaa del del petr petról óleo eo..


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MEDIOAMBI MEDIOAMBIENTE ENTE Y MOVILIDA MOVILIDAD. D. CONTA CONTAMINA MINACIÓN CIÓN MEDIOA MEDIOAMBIE MBIENT NTAL AL Y EL AUTOMÓV AUTOMÓVIL. IL.

crisis is medi edioa oam mbient ientaal y ener energgética tica,, des desde el Algunos datos que reflejan la actual cris punto pu nto de vist vistaa de las las emis emisio ione ness de gase gasess conta contami mina nant ntes es..

Según egún comp omposic osiciión quími uímic ca del hidrocarb hidrocarburo uro (Cx Hy)


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(Asociaci ación ón Constr Construct uctor ores es Europe Europeos os Automó Automóvil viles es ACEA ACEA se plant En 1998 1998,, ACE ACEA (Asoci planteo: eo:  

Pasa Pasarr de los los 186 durante e el period periodo o 1998-2008. 186 a 140 g/k g/km durant que fuer fuerza za las las emis emisio ione ness de CO2 a 120 g/k Directiva Directiva Europea Europea que g/km en el 2012


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efecto to inv inverna ernade dero ro y es directo El CO2 es uno de los principales causantes del efec responsable, entre otros factores medioambientales, del nocivo calentamiento terrestre.


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crisis is medi edioa oam mbient ientaal y ener energgética tica,, des desde el Algunos datos que reflejan la actual cris punto pu nto de vist vistaa de las las emis emisio ione ness de gase gasess conta contami mina nant ntes es.. PM / NOx en Vehículos Vehículos Industriales Ligeros en Europa Europa

Euro3 = 2000 Euro4 = 2005 Euro5 = 2010 Euro6 = 2015

En Diesel reducir simultáneamente las PM y NO x es difícil Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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HV = Vehículo Híbrido Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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MEDIOAMBI MEDIOAMBIENTE ENTE Y MOVILID MOVILIDAD. AD. MOVILID MOVILIDAD AD ALTERNA ALTERNATIV TIVA A (PROPULSIO (PROPULSION N HIBRIDA HIBRIDA Y ELECTRICA) ELECTRICA)

actual al esta estado do de desa desarr rrol ollo lo de la tecn tecno ologí logíaa en el sect El actu sector or,, “apunta” varias soluciones soluciones,, sien siendo do en este este mome moment nto o las las más más “tan “tangi gibl bles es”: ”: 1. HV (Hybrid Vehicle): Propulsión ión híbrida con motor térmico de gasolina opti op timi miza zado do y moto motorr eléc eléctri trico co de ap apoy oyo o, en sine sinerg rgia ia.. 2. EV (El (Electr ectric ic Vehicl hicle e): Propulsión 100% 100% eléctri eléctrica. ca.

HV = Toyota PRIUS – THS III

EV = MITSUBISHI MiEV


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MEDIOAMBI MEDIOAMBIENTE ENTE Y MOVILID MOVILIDAD. AD. MOVILID MOVILIDAD AD ALTERNA ALTERNATIV TIVA A (PROPULSIO (PROPULSION N HIBRIDA HIBRIDA Y ELECTRICA) ELECTRICA)

concept cepto o HV y EV, cuen mas de 100 100 añ año os de his histori toriaa ¡¡¡ ¡¡¡ El con cuenta ta con con mas

EV: 1839 – Robert Robert Anderson Anderson

HV: 1906 – Auto Mixte

HV: HV: Pieper Pieper – 1899

EV: 1941 – Peugeot VLV

HV 4x4: 1901 Lohner Lohner – Porsche Porsche

HV: 1997 – Toyota Prius THS I


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VEH VEHICUL ICULOS OS HIB HIBRI RID DOS. OS.


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VEHICU VEHICULOS LOS HIBRID HIBRIDOS. OS. ¿QUE ¿QUE ES UN UN VEHIC VEHICULO ULO HIBRID HIBRIDO? O?

• Biol Biolog ogía ía cat cataloga aloga como como “HIBRIDO”, al anim animal al o veg vegetal etal,, proc proced eden entte del del cruce de por doss org organ anis ismo moss de raza razass o espe especi cies es dife difere rent ntes es.. lo meno menos, s, do

Esa un unió ión n propor características ticas,, fortalez fortalezaa y productivid productividad ad • Esa proporcio ciona na al nuevo nuevo espéci espécimen men,, caracterís mejo mejora rada das, s, resp respec ecto to de la gené genéti tica ca de sus sus espe especi cial ales es orig origin inal ales es.. • Ejemplos de ello son la mula y el pomelo.

MULA: Yegua + Burro

POMELO: Pampelimusa + Naranja dulce.


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• En el mundo de la automoción, un vehículo HIBRIDO es aquel que posee dos

difer diferent entes es fuente fuentess de energí energíaa motriz: motriz: Motor térmic térmico: o: Ga • Motor Gaso soli lina na 4T (el (el más más comú común) n),, o Dies Diesel el 4T (inc (incip ipie ient nte) e).. •Motor eléctrico: eléctrico: Alternador Alternadores es trifásicos trifásicos..

Ambos motores trabajan de la forma mas eficiente posible, por sepa separa rado do,, o conj conjun unta tame ment nte e. Esa estrategia se denomina sinergia:

“colabo colaborac ración ión para para la mejora mejora mutua mutua final” final” Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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sinerg rgia ia híbr híbrid idaa en un unaa imag image en inap rendimie iento nto del conjun conjunto to La sine inapel elab able le,, en rela relaci ción ón al rendim moto motorr térm térmic ico o + moto motorr eléc eléctr tric ico. o.


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VEHICU VEHICULOS LOS HIBRID HIBRIDOS. OS. CAT CATALOGAC ALOGACION ION..

catalogar ar los vehícu vehículos los híbrid híbridos, os, de difer diferent entes es formas formas:: Podemos catalog • Segú catego gorí ríaa de vehí vehícu culo lo y serv servic icio io de tran transp spor orte te que desarr Según n la cate desarroll ollan: an: TURISMOS (M1) - AUTOBU AUTOBUSES SES URBANO URBANOS S (M2) - MO MOTO TOCIC CICLET LETAS AS (L4)

• Según la “estrategia híbrida” (interrelación motor térmico y eléctrico), constructiva:

1. MICRO-HIBRID MICRO-HIBRIDO: O: Motor térmico térmico se detiene detiene en ralentí ralentí o paradas paradas prolong prolongadas adas::

sistem emaa eléc eléctr tric ico o ref reforza orzado do: Batería/s (hasta 2), motor de arranque Dispo ispone nen n de sist ref reforza orzado do:: 500. 500.00 000 0 acti activa vaci cion ones es (nor alternado adorr reforza reforzado do, sinergia (normal mal:: 100. 100.00 000) 0),, altern motor motor de arranq arranque ue altern alternad ador or,, frenad frenado o regene regenera rativ tivo o y sistema de gestión gestión electrónica electrónica de “dete detecc cció ión” n” de las las cond condic icio ione ness de uso uso y acti activa vaci ción ón y pa para rado do del del moto motorr térm térmic ico. o. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Un MICR MICROO-HI HIBR BRID IDO O, en real realiida dad d no es un ver verda dade dero ro vehí vehícculo ulo híbr híbrid ido o , no obstante se primer er pa paso so en la redu reducci cción ón de emis emisio ione ness cont contam amin inaantes ntes , debido a la les les cons consid ider era a el prim reducción de las mismas en los periodos de parada (velocidad = 0 km/h), espe especi cialm almen ente te en uso uso urba urbano no..

evoluc ucio iona narr pa para ra mejo mejorrar en algunos aspectos en los que son “precarios” en Deben evol defini definició ción n y const construc rucció ción, n, básica básicamen mente te:: • Confort Confort pasajeros pasajeros:: “ – parada parada””, especi especialme almente nte nuevas nuevas unidad unidades es con motor motor térmic térmico o Diesel Diesel..  Climatización del del habi habitá tácu culo lo dura durant nte e las para parada dass del del moto motorr.

–

Refriger eraci ación ón y lubrica lubricació ción n del motor motor.. • Refrig • Peso general del vehículo: Sistema eléctrico específico, batería/s y motor arr arranqu anque e – alte altern rnad ador or rev reversi ersibl bles es,, son son más más volu volumi mino noso soss y pesa pesado dos. s.

Citröe öen n (Gru (Grupo po PSA) PSA), con sus unidades C3, C3, desde 2004 y Audi con Fabri Fabrican cante tess como como Citr esde 2009 2009, han sido de los primeros en usar esta tecnología (Start & unidades A3, desde Stop), en sus sus vehí vehícu culo los. s. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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2. HIBR HIBRID IDO O SER SERIIE: Batería

Motor Eléctrico

=

principal particulari particularidad dad de este sistema, estriba en que el motor otor térm térmiico no esta sta La principal conectado a la transmisión de energía a las ruedas . Su misión es la de producir energía energía eléctrica, eléctrica, graci gracias as al accionamiento, por su parte, de un generador. motorr eléc eléctri trico co el que energí gíaa prop propul ulso sorra a las las rued ruedas as.. Es un moto que tran transm smit ite e la ener ctrónico (in (inversor), r), gestiona la energía eléctr ctrica y sus sucesivas Un sistema electr tran transf sfor orma maci cion ones es de volt voltaj aje e tipo tipo:: alterna – continua – alterna (generador-bateríaPuede dispon disponer er de frenad frenado o regene regenerat rativ ivo. o. motor eléctrico) eléctrico).. Puede Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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3. HIBR HIBRID IDO O PARAL ARALEL ELO: O: Batería

amboss motor motores es (tér En este caso, ambo (térmi micco y eléc eléctr tric ico) o),, part partic icip ipan an conjuntamente en la apo port rtaación ción de energ nergíía motr motriz iz a las las rue rueda dass. El moto motorr térm térmic ico o acci accion onaa una “máquina eléctrica”, que motorr o gene generrad ador or, que func funcio ion nará ará de for forma “reversible” siendo a la vez moto estion onaa la energ nergíía eléc eléctr tric icaa y sus transformaciones de seg según int interes erese. e. El inve inverrsor gesti altern rnaa – cont contiinu nuaa – alte altern rnaa (generado voltaj voltaje e tipo: tipo: alte (generador-ba r-batería tería-moto -motorr eléctrico). eléctrico). Dispone de frenado frenado regener regenerativ ativo. o. La tran transm smis isió ión n es au auto tomá máti tica ca y cont contrrola ola la inte intera racc cció ión n de los los motore motoress y el frenad frenado o regene regenerat rativ ivo. o. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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HIBRIDOS PARALELOS ARALELOS, a su vez se sub-ca sub-catal talog ogan an en dos tipos: tipos: Los HIBRIDOS MILD  MILD

HYBR HYBRID ID:: También ambién denomi denominad nado o “ligero”, debido a que en estos sistemas, el motor eléctrico: eléctrico: ncapaaz de move over po porr si solo olo el vehí vehícu culo lo..  Es incap pued ede e actu actuar ar a la vez como como motor otor y gene generrad ador or..  No pu Solo Solo ayud ayudaa al térm térmic ico o du dura rant nte e el arra arranq nque ue,, máxi máxima ma po pote tenc ncia ia y fren frenad ado o rege regene nera rati tivo vo.. FULL LL FU

HYBR HYBRID ID:: Llamado “int “integ egra rall”. Es la estr estrat ateg egia ia de sine sinerg rgia ia híbr híbrid idaa más más “fue “fuert rte” e”,,

a ue en esta confi uración el motor es eléctrico s:

capaz de move over po porr si solo olo el vehí vehícu cullo.  Es cap Pued ede e actu actuaar com como moto motorr y gen genera erado dorr a la vez. vez.  Pu Pued ede e escog escoger er la estr estrat ateg egia ia de sine sinerg rgia ia híbr híbrid idaa mas mas conve conveni nie ente: nte:  Pu Solo motor eléctrico. o Solo motor térmico. o Ambos Ambos motore motoress en propor proporcio ciones nes contin continuam uament ente e variab variables les de sinerg sinergia. ia. Funciona solo y/o ayuda al térmico en todo momento, pudiendo a la vez aportar ener energí gíaa pa para ra la acel aceler erac ació ión n y reg regener enerar ar corr corrie iente nte de reca recarrga de la ba bate terí ríaa híbr híbrid ida. a. o

hibrid ido o de conc concep epci ción ón SERI SERIEE - PARAL ARALEL ELO O En reali ealida dad d se trat trata a de un hibr Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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MILD HYBRID HYBRID:: HOND HONDA A IM IMA A  MILD


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

FULL HYBRID – Serie-Paralelo: TOYO TOYOT TA THS II


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Comparación gráfica plataformas motrices híbridas:


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nuev evaa tend tenden enci ciaa de desarrollo de FULL HYBRID (parale Una nu alelo integral), son las las PLUG-IN, que confieren a los mismos, las capacidades de un VE (vehículo unidades PLU eléctrico). Ejem Ejempl plo: o: Toyot oyotaa PRIUS PRIUS THS THS II plug plug-i -in n (201 (2010) 0):: Autono nomí míaa y pres presta taci cion ones es en modo modo VE, ampl Auto amplia iada dass sobr sobre e THS THS II: II: • 20 kms. kms. circ circul ulan ando do a un unaa velo veloci cida dad d máxi máxima ma de 100 100 km/h km/h..

“Enchufable”” para recarga recarga de la bate caso de agot agotar ar compl complet etam amen ente te ba bate terí ría: a: baterí ría. a. En caso “Enchufable •

´-

´-

´ -


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DE MICR MICRO O HIBR HIBRID IDO O (ST (START ART ¬ STOP STOP)) A FU FULL LL HYBR HYBRID ID “Plu “Plugg – in” in” (HYB (HYBRI RID D SYNE SYNER RGI DRIV DRIVE) E)

+

Micro hybrid

Strong Strong hybrid hybrid Plug-i Plug-in n


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VEHICU VEHICULOS LOS HIBR HIBRIDO IDOS. S. AUTOM AUTOMOVI OVILE LES. S. THS TOY TOYOT OTA A

THS, acró oyotaa Hybr Hybrid id Sys System tem, es en la actualidad sin sinón ónim imo o de máxi máxima ma acróni nimo mo de Toyot tecnol tecnologí ogíaa y desarr desarroll ollo o de plataf plataform ormas as motric motrices es híbrid híbridas. as. actuaal est estado de desa desarr rrol olllo de la tec tecno nollogía ogía híbr híbrid idaa no ha sido sido ráp ápiido y ha Lleg Llegar ar al actu requ requer erid ido o años años de evol evoluc ució ión n y cons consttante ante mejo mejora ra.. creíble , se La primera aparición en escena a nivel mundial de un vehículo híbrido cre oyotaa en 1997 1997, evol pres presen ento to por por part parte e de Toyot evoluc ucio iona nand ndo o en tres tres dife diferrente entess “mod “model el year years” s” hast hasta a la actu actual al tecn tecnol olog ogía ía THS THS II Plug Plug-i -in. n. THS 1ª G. 1997 ÷ 2003

THS II II 2ª 2ª G. G. 20 2003 ÷ 2009

THS II I I 3ª 3ª G. G. 20 2 009 ÷ ………

principal pal desaf desafío ío evol mejorrar la “ou outp tput ut dens densit ity” y” (pot (poten enci ciaa El princi evolut utiv ivo o ha cons consis isttido ido en mejo específica), o lo que es lo mismo, redu reduci cirr el pes peso y vol volume umen de los com compo pon nent entes del del sistema híbrida a la vez que aumentan las prestaciones y se minimiza el uso de energí energíaa (gasol (gasolina ina y electri electricid cidad) ad).. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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El presente gráfico muestra tra la evolución de los vehículos híbridos de Toyota en los último últimoss 15 años años aprox aproxima imadam dament ente e Mayo 09 3ª gen.

THS bajo consumo y emisiones 1º turismo mundial híbrido fabricado en serie

THS-ll: Menos emisiones y mayores prestaciones que THS

2010 3ª gen. Plug-in

THS-II

THS-II sistema aplicado a más modelos (Lexus)

Pequeño bus urbano híbrido serie

Híbrido paralelo paralelo con CVT Híbrido paralelo diesel Híbrido ligero

Micro-Híbrido


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¿ Qué Qué es un unaa plat plataf afor orma ma motr motriz iz híbr híbrid idaa con con tecn tecnol olog ogía ía THS THS ? : 1. Mo Moto torr térm térmiico de gaso gasollina, ina, cicl ciclo o 4T Atki tkinson nson (ICE (ICE). ). 2. Bat Batería ería de alto alto vol voltaje taje (HVB (HVB). ). 3. Mo Moto torr – Gene Genera rado dorr 1, prin princi cipa palm lmen entte gene generrad ador or y moto motorr de arr arran anqu que e (MG1 (MG1). ). 4. Mo Moto torr – Gene Genera rado dorr 2, prin princi cipa palm lmen entte moto motorr (MG2 (MG2). ). 5. Unid Unidad ad Ele Electró ctróni nica ca de Cont Contro roll Híbr Híbrid ido o (H ECU) ECU).. 6. Inversor – Conversor de voltaje (transformador HV-LV-HV, además de rectificado rectificadorr AC-DC-A AC-DC-AC). C). 7. Trans ransmi misi sión ón au auto tomá máti tica ca (PSD (PSD:: Po Powe werr Spli Splitt Devi Device ce). ).


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1. Mo Moto torr térm térmic ico o de gaso gasoli lina na,, cicl ciclo o 4T Atkin tkinso son n (ICE (ICE): ): 1882 po porr Jame Jamess Atkins tkinson on (de ahí el Desarroll Desarrollado ado en 1882 nombre), para evitar los “royalties” de uso del moto motorr idead ideado o por por Ot Otto to.. diseño original, características: Su

 Mayor

poseía

las

siguientes

rendimiento térmico que el ciclo Otto , .

 Menor Menor consum consumo o de combus combustib tible. le.

Solo nece necesi sita taba ba  Solo

1 revolución para cumplir el

cicl ciclo o de 4T (embielaje (embielaje pistón-c pistón-cigüeñ igüeñal, al, especial). especial).  Relación

de expansión (carrera de explosión larga), mayor que la relación de compresión (carr (carrera era de compr compresi esión ón corta corta). ). http://www.animatedengines.com/atkinson.shtml


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Caracterí Característic sticas as generales generales motor Atkinso Atkinson, n, “según” “según” Toyota: oyota: •Dise Diseña ñado do pens pensad ado o en su sine sinerg rgia ia híbr híbrid ida. a. •Dobl (DOHC) C) y 16 válv válvul ulas as,, limi limita tado do a 5.00 5.000 0 rpm. rpm. Doble e árbo árboll de leva levass en cabe cabezza (DOH • Record mundial de emisiones bajas de HC y Nox, para un motor de combustión

interna •Dist Distri ribu bucción ión vari variab able le en árbo árboll de leva levass de ad admi misi sión ón (VVT (VVT-i -i)) mejo mejorrar llen llenad ado o y fase fase de compr compresi esión ón (aumen (aumento to Rc 13:1 13:1 geomét geométric rica). a). •Banc Bancad adaa de cigü cigüe eña ñal, l, des desali alinead adaa del eje longitudinal de los cilindros 12,0 mm. (carr (carrera erass de compr compresi esión ón y expans expansión ión difere diferent ntes) es).. • 4 cili cilind ndro ross en líne líneaa de cilindrada total igual a 1.500 (THS I y II), o 1.80 1.800 0 cm3 (THS (THS II). II). aume menta nta la cili cilind ndra rada da,, pa para ra:: En la 3ª gene genera racción, ión, se au  Aume Aument ntar ar la po pote tenc ncia ia - Dism Dismin inui uirr rpm. rpm. Dismin Disminuir uir consum consumo o de combus combustib tible. le.


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Comp Compar araativo tivo car caracte acterí rísstica ticass moto motore ress THS THS (199 (1997) 7) 1ª gen. gen. a THS THS II (200 (2009) 9) 3ª gen. gen.


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El sist istema ema de distribución variable de la admisión de Toyot oyotaV aVVT VT-i -i (Var (Varia iabl ble e Valve alve Timi Timing ng Int Intelli elliggent) ent),, cont contrrola ola el diag diagrrama ama de dis distrib tribuc ució ión n de las las válv válvul ulas as de ad admi misi sión ón accion onam amie ien nto hidr hidráu áuli lico co,, acti activa vad do po porr la pres presió ión n de acei aceite te del del moto motorr y medi median ante te un acci válvul ulaa de cont contrrol es ges gestion tionad adaa po porr la ECU ECU moto motorr. cuya válv relación ón entre entre la impuls impulsió ión n del propiio Ajus Ajusta ta la relaci del árbo árboll de leva levass (eng (engra rana naje je y cade cadena na)) y el prop árbo árboll de leva levas. s.


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Sist Sistem emaa de cont contrrol de la ges gestión tión del del moto motorr.


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desfas ase” e” de la ad admi misi sión ón tanto en AAA como El “desf llegaa ha hast staa los 41º 41º ¡¡ en RCA, RCA, lleg


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2. Bat Batería ería de alto alto volt voltaj aje e (HVB (HVB): ): Las baterías se pueden clasificar en dos tipos: de

arra arranq nque ue y de trac tracci ción ón.. • Bate comúnmente instalada instaladass Baterí rías as de arranque: Las comúnmente en los los au auto tom móvil óviles es (12 (12 v.). .). Adap Adapta tada dass a el sumi sumini nist strro intens nsid idad ade es elev elevad adas as ins instantá tantáne neam amen entte . Sus de inte

caracte caracterí rísti stica cass princi principal pales es son la tensió tensión, n, capaci capacida dad, d, ampe mperaje aje y CCA CCA (ej.: 12 v – 24 Ah – 300 A). El CCA capaci cida dad d de entr entreg egar ar (Col (Cold d Cran Crank k Ampe Amperrage age), es la capa corriente durante el arranque sin que la tensión caig caigaa po porr deba debajo jo de 10,5 10,5 v.

a er a e arranque ac o-p omo

• Bate vehícu culo loss de Baterí rías as de tracción: Se emplean en vehí tracció ción eléctr ctrica. Suministran una intensidad constante durante mucho tiempo. Se las conoce bate terí ríaas de “gel” gel” (ele como ba (elect ctró róli lito to “pas “pastos toso” o”,, no se evap evapor ora a y hace hace más más segu segura ra y cómo cómoda da su util utiliz izac ació ión) n).. Bate Batería ría de trac tracci ción ón (gel (gel)) Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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emplea eada da en el sist sistem emaa híbr híbrid ido o es de trac tracci ción ón.. Coha Cohabi bita tan n do doss tipo tipos: s: La empl • Ni – MH (Níq (Níqu uel – Meta Metall hidru idruro ro): ):

Ánodo o (bor (borne ne +): +): Hidró Hidróxid xido o de níquel níquel..  Ánod Cátodo do ( bo born rne e -): -): Aleaci Aleación ón de hidrur hidruro o metáli metálico. co.  Cáto

Ni – MH (2004 a 2009 / THS y THS II)

fabriicada cada po porr Pa Pana naso soni nicc y es la batería con la dens densiida dad d de ener energí gíaa mas mas alta alta del del Esta fabr mund mundo o entr entre e las las ba bate terí rías as de su tama tamaño ño. Pesa 39,0 kg. kg. esa solo solo 39,0 carcas asaa metá metáli lica ca ext exterio eriorr est esta sell sellad adaa y aisl aislad adaa de masa masa y los módulos módulos interior interiores, es, La carc envuel envuelto toss en una carca carcasa sa plásti plástica ca anti-f anti-fug ugas. as. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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• Volta oltaje je total total 201, 201,6 6 v.

28 mód módulos ulos de NiNi-MH, MH, qu que e a la vez cont contiienen nen 6 célu célula lass, las las cual cuales es proporcionan un volt voltaj aje e de 1,2 1,2 v. • Capa Capaci cid dad de ha hassta 6,5 6,5 Ah / 1,31 1,31 kW/h kW/h. • Po Pottencia ncia máxim áximaa es de 27 kW

Densid idad ad de ener energí gíaa lleg llegaa a los los 80 Wh/k Wh/kgg . • Dens

Módulo de 6 células de Ni – MH

Tensión módulo Ni – MH: 7,2 7,2 v (6 x 1,2)

Estas baterías poseen “efecto memoria” (perdida de capacidad de carga tras reiteradas reiteradas cargas – descargas incompletas). Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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• Li – ion ion (Io (Iones nes de Liti Litio) o)::  Ánod Ánodo o (bor (borne ne +): +): Grafito.

Cátodo do ( bo born rne e -): -): Oxid Oxido o de coba cobalt lto o, trif trifil ilin ina a (Li (Li Fe PO4) u Oxid Oxido o de man mangane ganesso.  Cáto La principal diferencia – mejora sobre las de Ni . MH reside en una dens densid idad ad de /kg., así como una mayor resistencia al “efecto energ ergía elevada hasta los 115 Wh/kg memoria”. Util Utiliz izad adaa excl exclus usiv ivam amen ente te en la vers versió ión n THS THS II 2010 2010 plug plug-i -in. n.

Li – Ion (2010 a …… / THS II plug-in) Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Algu Alguno noss da dato toss comp compar arat ativ ivos os de las las dife difere rent ntes es ba bate terí rías as empl emplea eada dass en los los sist sistem emas as THS THS


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Tende endenc ncia iass de desa desarro rroll llo o de pres presta taci cion ones es a medi medio o - larg largo o plaz plazo o en ba bate terí rías as de trac tracci ción ón


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Compar Comparat ativo ivo de potenc potencia ia especí específic ficaa para para difer diferent entes es tecnol tecnologí ogías as aplica aplicadas das en baterí baterías as


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Compar Comparat ativo ivo de potenc potencia ia especí específic ficaa para para difer diferent entes es tecnol tecnologí ogías as aplica aplicadas das en baterí baterías as

La gasolina posee una energía específica de 12.000 Wh/kg


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bate terí ríaa es “espi espiad ada” a” cons consta tant ntem emen entte po porr su ECU ECU espe especí cífi fica ca, la cual controla y evit La ba evita a SOC (Sta (Statte Of Char Chargge) que que se desc descar argu gue e o car cargue fuer fuera a de los los lími límite tess de segu seguri rida dad d SOC evita su deterioro por causa de una sobrecarga (so (sobre-temperatura), o una sobredescarga (cri (crist stal aliz izac ació ión n y alta alta resi resisstenc tencia ia de plac placas as))


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Para controlar el proceso e carga y descarga y su temperatura asoc asocia iada da al norma ormall riente en ambos casos. Se func funcio iona nami mien ento to de la bate baterí ría, a, la ECU, “lee” el valor de corrie utiliz utiliza a un sensor sensor amperi amperimét métric rico. o.


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temperatu atura ra debe debe ser contr controla olada da para La temper evita itar daños mayores a la bater tería, ía, por lo cual dispone de sensores de la misma, repartidos a lo largo del conjunto de módulos. Si el valor supera el “umbral” de seguridad establecido, se activa un

ventilador que fuerza el paso se aire batería (desde el habitáculo al paso de rueda trase asero derecho), con un sistema unidireccional.

El rendimiento de las baterías esta afect afectado ado nociva nocivamen mente te por temper temperatu atura rass extr extrem emas as (alt (altas as y ba baja jass ¡¡) ¡¡)


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Esqu Esquem emaa del del proc proces eso o de vent ventil ilac ació ión n – refr refrig iger erac ació ión n de la ba bate terí ríaa HVB HVB


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Esqu Esquem emaa del del proc proces eso o de vent ventil ilac ació ión n – refr refrig iger erac ació ión n de la ba bate terí ríaa HVB HVB


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ugas de corr corrie ient nte e con los niveles de tensión que se emplean, son realmente Las fuga peligrosas para el sistema y los usuarios. La ECU de la HVB, controla también este pará pa rám metr etro y lo corr correl elac acio iona na con con la tens tensiión de la ba battería ería. Cuan Cuando do esto estoss pa pará rám metr etros y la temperatura, se descuadran, se puede dar lugar a la desconexión automática de segu seguri rida dad d de la ba bate terí ría, a, pa para ra evita evitarr su dest destru rucc cció ión. n.


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Est Esta desc descon onex exió ión n autom automát átic ica a está está cont contrrolad olada a por por la ECU, la cual desactiva la excit excitaci ación ón reléss de segu seguri rida dad d SMR SMR (Sec (Secur urit ityy Ma Main in Rela Relay) y).. de los relé

En caso caso de coli colisi sión ón y acti activa vaci ción ón de airb airbag ags, s, tamb tambié ién n se desc descon one ectan ctan los los SMR SMR ´s


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servic icio io y/o y/o mani manipu pula laci ción ón de la HVB HVB o la inst De ser ser nece necesa sari rio o el serv instal alac ació ión n eléc eléctr tric ica a de HV, HV, descone conect ctar ar el fusi usible ble princ rincip ipal al de segur egurid idaad de la ba battería ría , dispuesto en el se debe des cost costad ado o izq izquier uierd do de la mis misma, ma, en su habit abitác ácu ulo en la zona de car carga.

El fusible es de 125 A ¡¡, es obligator torio usar guantes aislantes de seguridad de hasta 1.000 v y esperar 5 minutos después de su desconexió xión antes de manipular batería, cabl cables es de alta alta tens tensió ión n y sist sistem emaa elec electr trón ónic ico o de cont contrrol ¡¡ Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Para el resto de servicios de baja tensión, disponemos de una batería auxiliar con convenc vencio iona nall (aci (acido do-p -plo lomo mo)) MF de 12v 12v , alojada en el compartimento de carga, en su mismaa sumi sumini nist stra ra tens tensió ión n a los los circu circuit itos os de ba bate terí ríaa clás clásic icos os.. lado lado derech derecho. o. La mism

Es una batería especial (OEM), concebida para interactuar con con la HVB y su conjunto electró electrónic nico o de regula regulació ción n


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fallo o de la mism mismaa el po port rtón ón tras traser ero o no po podr dráá ab abri rirs rse. e. En caso de fall conect ector pu puen entte en el vano vano motor otor en la zona zona de la caja caja de fusib usible less prin princi cipa pall, Exis Existte un con que permite hacer un puente de alimentación entre el mismo (+) y masa de la carr carroc ocer ería ía (-), (-), reac reactiv tivan ando do los los serv servic icio ioss de baja baja tens tensió ión. n.


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3. Mo Moto torr – Gene Genera rado dorr 1, prin princi cipa palm lmen ente te gene generrad ador or y moto motorr de arr arran anqu que e (MG1 (MG1). ). ENERAD ADOR OR eléct léctri rico co tri trifás fásico de corr corrie ient nte e alte altern rnaa, síncr íncron ono, o, sin sin Se trata de un GENER esco escobi bill llas as (“br (“brus ushl hles ess” s”)) y de rotor rotor de iman imanes es perm perman anen ente tess (PM). (PM). arrastr strad ado o po porr el motor otor tér térmico ico y no tie tiene conexión directa con las ruedas del Es arr vehículo. princi cipa pall come cometi tido do es actuar como gen generad erador or de corr corriiente nte, para recargar y Su prin bateríaa híbrid híbridaa (HVB). (HVB). mant manten ener er den dentro tro de su niv nivel idea ideall de SOC, OC, la baterí .* Pued Pu ede e alim alimen enta tarr dire directa ctame ment nte e a MG2 MG2 (mot (motor or)* )* Actúa

como “regulador”

del sistema CVT

(transmis (transmisión ión automática automática). ). Variando sus rpm regula la relación de trans transmis misión ión del cambio cambio automá automátic tico*. o*. •Controlado por la acción del sistema electrónico.

Es refrigerado refrigerado mediante circuito refrigerante común con MG2 y conversor –inversor. –inversor. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Comp Compar araativo tivo de car caracte acterí rísstica ticass de MG1 MG1 entr entre e THS THS II, II, 2ª (200 (2003) 3) y 3ª (200 (2009) 9) gene generració ación n


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4. Mo Moto torr – Gene Genera rado dorr 2, prin princi cipa palm lmen entte moto motorr (MG2 (MG2). ). MOTOR eléc eléctr tric ico o trif trifás ásic ico o de corri corrie ente nte alte altern rna, a, sínc síncro rono no,, sin sin esco escobi bill llas as Se trata de un MOT (“br (“brus ushl hles ess” s”)) y de roto rotorr de iman imanes es perm perman anen ente tess (PM). (PM). mpulssa media edian nte la energ nergía ía eléc eléctr tric icaa de MG1 MG1 o de la HVB HVB y tiene tiene cone conexió xión n direct directaa Se impul con con las las rued ruedas as del fuerza motriz motriz.. del vehí vehícu culo lo,, gene genera rand ndo o part parte e de su fuerza durante e decele decelerac racion iones es y frenad frenadas as (frena (frenada da regene regenerat rativ iva). a). Recar ecarga ga la HVB HVB (gen (gener erad ador or)) durant

Conc Conceb ebid ido o pa parra trab trabaj ajar ar de form formaa siné sinérg rgiica con con el ICE. ICE. Fabricado Fab ricado específica específicamen mente te por Toyota. oyota. Motorr eléct Moto léctri rico co de mejor ejor pote otencia ncia espec specíf ífic icaa a nivel nivel mundia mundial, l, inclui incluido do el sector sector indust industria rial. l. Es ref refrige igerado medi edian antte circ circui uito to refr refrig iger eran antte comú común n con con MG2 MG2 y conve converrsor sor –inv –inver erso sorr.


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Comp Compar araativo tivo de car caracte acterí rísstica ticass de MG2 MG2 entr entre e THS THS II, II, 2ª (200 (2003) 3) y 3ª (200 (2009) 9) gene generració ación n


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Cara Caracte cterí ríst stic icas as de MG2 MG2 entre entre THS THS II, II, 2ª gene genera raci ción ón (200 (2003) 3)


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5. Unid Unidaad Ele Electró ctróni nica ca de Cont Contro roll Híb Híbrido rido (H ECU) ECU).. Gesti estio ona la pote potenc ncia ia de sali alida requ reque erida ida por el conductor al accionar el pedal del apli lica cada da a las las rued ruedas as de form aceler acelerado adorr y ap forma a comb combin inad ada a (IC (ICE + MG MG2 2 + MG1). G1). Se inte interr rrel elac acio iona na medi median ante te un unaa líne líneaa CAN CAN Bus Bus (comu (comuni nica caci ción ón de da datos tos), ), con: con: Pedal de aceler acelerado adorr. • Pedal • ECU ECU EBC + Pedal de freno • Sensor Sensor de veloci velocidad dad

del vehícu vehículo. lo. • Acciona Accionamie miento nto del AA • ECU ECU PSD PSD + Pa Pala lan nca de camb cambiio. • ECU ECU HVB HVB y tens tensió ión n HVB. VB. •ECU motor. motor. •ECU VSC (contr (control ol estabi estabilid lidad) ad).. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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LINEA LINEA CAN-BU CAN-BUS: S: Sist Sistem ema a de comu comuni nica caci ción ón entr entre e las las dif diferen erenttes unid unidad ades es elec electr trón ónic icas as de un vehí vehícu culo lo Simi Simila larr a una una red red de orde ordena nado dorres. es.

CAN: CAN: “Con “Contr trol olle lerr Area Area Netw Networ ork“ k“ = Área Área de Cont Contro roll en Red“ Red“ - BUS: BUS: Comu Comuni nica caci ción ón.. múltiples les ECU: ECU: EFI, Los automó automóvil viles es actual actuales es poseen poseen múltip EFI, ABS, ABS, ESP ESP, ASR, ASR, etc etc. rápida da comu comuni nica caci ción ón y evit evitaa du dupl plic icid idaad de sens sensor ores es a La comu comuni nica caci ción ón en red red perm permit ite e rápi reduce ce la long longit itud ud de la cabr cabrer ería ía y cone conexi xion ones es.. la vez que redu


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inform rmac ació ión n "via "viaja ja"" y se com compa part rte e entr ntre las las un unid idad ade es a trav travé és de dos cabl cables es (bus), La info tro CAN-L (Low =bajo). Por últi uno uno llama llamado do CAN-H (High = alto) y el otro último mo,, est estaría arían n los los elem elemen enttos de cier cierrre o term termiina nado dore ress, que son son res resist istenci encias as cone conecctada tadass a los los extr extrem emos os de los cables H y L.

Cada ECU, según un “protocolo” (preferencia y orden), selecciona o desprecia la información que recibe, de acuerdo a sus necesidades de cálculo o la situación de conduc conducció ción, n, climat climatiz izació ación, n, estabi estabilid lidad, ad, etc. etc. del vehícu vehículo. lo.

ECU, se disp dispon one e de un micr microp opro roce cesa sado dorr espe especí cífi fico co para En el interior de la ECU ara la ges gestión tión compuesto sto por un Control Controlado adorr y un Transm ransmiso isor-R r-Rece ecept ptor or.. CAN – Bus, compue


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Pedal acelerador sistema

“Rid “Ride e by wi wire re””


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Palanca de cambio sistema

“Rid “Ride e by wi wire re””

D: Marcha normal N: Neutro R: Marcha atrás B: Marcha con retención Botón P: Freno de mano eléctrico (bloqueo transmisión) Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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En el sistema de frenado EBC aplicado por Toyota en sus plataformas híbridas, la maniob maniobra ra de frenad frenado o incluye frenada regenerativa. regenerativa. Para ara ello ello,, se combinan las accion acciones es frenad adaa hidr hidráu áuli lica ca y la eléc eléctr tric icaa en form formaa de resis esisttenci enciaa elec electr tro omagn magnét étic icaa del de la fren motor eléctrico MG2, que en la frenada invierte su función a generador (freno electromagnético).

MG2 Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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pedall de fren freno o acci El peda accion onad ado o por por el cond conduc uctor tor:: • Genera presión presión hidráulic hidráulicaa. • Informa a la ECU del EBC, de la tipología de la frenada y esta decide la cuantía de la regenerativa y acciona un simulador de fuerza de frenada que da al

cond conduct uctor or un tact tacto o de fren frenad adaa hidr hidráu áuli lica ca al 100% 100%..


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6. Inve Inverrsor – Conv Conve ersor de volta oltaje je (HV– (HV–LLV AC–D AC–DC) C):: Gestio Gestiona na las difer diferent entes es trans transfor formac macion iones es de energí energíaa eléctri eléctrica ca entre: entre: • MG1: 500 v AC • MG2: 500 v AC • HVB: 201,6 v DC •

,

• Compre Compresor sor de aire aire acondi acondicio cionad nado: o: 201,6 v DC Dispone de una “etapa apa” Booster (ampli (amplific ficado adora ra), ), que permite elevar la tensión de HVB de 201,6 v DC, hasta

650 650 v DC máx. máx. de forma orma pu punt ntu ual. al. Como seguridad dispone de micro-interruptor abertura de la tapa, que desconecta de la línea de alta alta tensió tensión n del vehícu vehículo lo el conver conversor sor-in -inver versor sor.. Comp Compar arte te sist sistem emaa de refr refrig iger erac ació ión n con con MG1 MG1 y MG2 MG2 Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Esquem Esquemaa de transf transform ormaci acione oness del conv conversor ersor - inver inversor sor


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Esqu Esquem emaa de ub ubic icac ació ión n del del conv conver erso sorr - inve inverrsor sor


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Esqu Esquem emaa de sist sistem emaa de refr refrig iger erac ació ión n del del conv conver erso sorr - inve invers rsor or


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Esqu Esquem emaa de sist sistem emaa de refr refrig iger erac ació ión n del del conv conver erso sorr - inve invers rsor or

Circuito de refrigerante en la base ba se del del conve convers rsor or - inve inverrsor sor Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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IGBT (In (Integra egrate ted d Gate ate Bipo Bipola larr Tran anssist istor), or), con control trolaado po porr volt voltaj aje e, es el prin princi cipa pall El IGBT “actor” del sistema y es el encargado de la transformació ción de la tensión de la HVB (201,6 v DC) a la ten tensión de MG1 – MG2 (500 v AC) y viceversa rsa. IPM (Int (Integ egrrate ated Po Powe werr Mo Modu dul) l) de elev elevac ació ión n de tens tensió ión n con El con convert vertid idor or cons constta del del IPM un IGBT IGBT que que efec efectú túa a la conm conmut utac ació ión n y el reac reacttor (res (resis iste tenc ncia ia)) que que alma almace cena na la ener energí gía, a, con con esto estoss comp compon onen ente tess el con convert vertid idor or elev eleva a la tensi tensión ón.. Cuan Cuando do MG1 MG1 o MG2 MG2 actú actúan an de gene generrad ador or,, el inve inverrsor sor conv convie iert rte e la corr corrie ient nte e alte altern rnaa a corriente continua y luego el convertidor de elevación la reduce a 201,6v para la batería batería HV. HV.

IGBT


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Los circuitos para MG1 y MG2 cada uno consta de

6 transistores de potencia (IGBT). Cuando MG2 necesita alimentación el convertidor

eleva eleva los 201,6 201,6 v a 500 v, v, des ués de la elev elevación ación,, el inversor convierte la corriente continua (DC) a corriente alterna (AC).


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corrie ient nte e de alta alta tens tensiión de la parte delantera a la trasera del La “conducción de la corr vehículo y entre los elementos y sistemas que la generan o consumen se hace por medi medio o de un cabl cablea ead do espe especi cial al de alum alumin inio io e iden identtific ificad ado o como como no norm rmaa de segu seguri rida dad d en colo colorr na nara ranj njaa. Cualq desconex exión ión del ualqui uier er mani manipu pula lacción ión de los los mism mismo os, req requier uiere e la descon fusi usible ble prin princi cial al de la HVB y el uso uso de gua guante ntes de prot protec ecci ción ón pa para ra HV.


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La ECU del sistema híbrido, escanea constantemente las fugas de tensión y descon desconect ectaa la baterí bateríaa en caso caso de que pueda ueda lleg llegar ar a ser ser peli peligr gros osa. a. La canaleta de conducción de los cables de alta tensión bajo el piso del vehículo, comp compar artte tamb tambié ién n la líne líneaa de ba bajo jo volt voltaj aje e desd desde e la ba battería ería de serv servic icio io en el male malete terro a los los sist sistem emas as y peri perifféric éricos os dist distri ribu buid idos os a lo larg largo o de todo todo el vehí vehícu culo lo..


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7. Trans ransmi misi sión ón au auto tomá máti tica ca (PSD: (PSD: Po Powe werr Spli Splitt Devi Device ce): ): tren epicic epicicloi loidal dal de engra engranaj najes es, en el cual se un une e de form formaa mecá mecáni nicca y Cons Consis istte en un tren se inte interr rrela elaci cion onan an las acci accion ones es del del ICE – MG1 y MG2. gestión tión de la ECU ECU del del sist istema ema hib hibrido rido,, se det determi rmina la sin sinergi ergiaa de Gracias a ello y a la ges ICE - MG2 – MG1 y las acciones de generación y consumo de energía del sistema en los los do doss sent sentid idos os,, del del sist siste ema a las rued ruedaas y de las las rued ruedas as al sis sistema. ema. El inte interi rior or del del conj conjun unto to,, ad adem emás ás albe alberg rgaa MG1 MG1 y MG2 MG2 y grup grupo o dife diferrenci encial al..


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MG1

PSD (Tren Epic.)

MG2

DIFERENCIAL


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Modos Mod os de funcio funcionam namien iento to del vehícu vehículo lo

MODO ELÉCTRICO (EV)

MARCHA RÁPIDA

NORMAL

WARM UP

MARCHA ATRÁS (REVERSE)


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Modos de funcio Modos funcionam namien iento to del vehícu vehículo: lo: - A: Estado de READY, encendido del motor térmico - B: Arranque inicial , inicio de la marcha con MG2 (Modo 100% eléctrico) - C: Ligera aceleración con el motor de gasolina - D: Marcha de crucero con poca carga - E: Aceleración máxima - F: Desaceleración - G: Marcha atrás


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Fluj Flujo o de ener energí gíaa “desd desde e y ha haci cia” a” la HVB HVB segú según n modo modoss de func funcio iona nami mien ento to del del vehí vehícu culo lo

ENER ENERGÍ GÍA A PARA ARA MOV MOVER EL VEHÍCULO VEHÍCULO

MG2


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Nomogr Nomograma amass de transm transmisi isión, ón, según según los modos modos de funcio funcionam namien iento. to.


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Nomogr Nomograma amass de transm transmisi isión, ón, según según los modos modos de funcio funcionam namien iento. to.

ICE MG2

MG1

RUN


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(A) (A) Arra Arranq nque ue del del moto motorr térm térmic ico o (ICE (ICE). ). MG1 mueve al motor tor térmico. MG1 se alime imenta de la bater tería HV. Para evitar que MG1 haga girar rar la corona exte exteri rior or y con con ello ello las las rued ruedas as,, se aplic aplica a a MG MG2 2 una una corr corrie ient nte e eléc eléctri trica ca para para hace hacerr de fren freno o (con (contro troll reac reactiv tivo) o)..


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(A) (A) Arra Arranq nque ue del del moto motorr térm térmic ico o (ICE (ICE). ). En el momento que el motor térmico esta en marcha MG1 actúa como generador para cargar la batería HV.


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(B) (B) Arra Arranq nque ue inic inicia ial. l. Inic Inicio io de la marc marcha ha.. MG2 impulsa, ICE está parado y MG1 invierte el sentido de giro y está pasivo no genera electricidad.


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(B) (B) Arra Arranq nque ue inic inicia ial. l. Inic Inicio io de la marc marcha ha.. Al solicitar mas par con MG2, MG1 arr anca ICE. ICE también se arrancaría si SOC desciende o ICE frio.


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(B) (B) Arra Arranq nque ue inic inicia ial. l. Inic Inicio io de la marc marcha ha.. Con ICE en marcha, MG1, actúa como generador, recargando la HVB.


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(B) (B) Arra Arranq nque ue inic inicia ial. l. Inic Inicio io de la marc marcha ha.. “forzzar” la trac tracci ció ón Puls Pulsan ando do el botón EV en el salpicadero del vehículo, se puede “for eléctrica exclusivamente. exclusivamente. No ob obst stan ante te debe deben n de cump cumpli lirs rse e las las sigu siguie iente ntess cond condic icio ione nes. s.

El recorrido en modo EV es bajo y depende de la solicitación del acelerador y la velocidad de circulació ción, comúnmente por encima de 45 km/h km/h se desactiv tiva y no se recorre mas de 1 km. La versión “plug-in”, es capaz de llegar hasta 20 km a una velo veloci cida dad d de 80 km/h km/h.. Automotive Technical Technical Projects, S. L. 08173, 08173, Av. Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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EV Mo Modo do eléc eléctri trico co.. Ídem Ídem qu que e en modo modo arra rranq nque ue inic inicia iall. MG2 impulsa, ICE ICE está parado y MG1 invierte el sent sentid ido o de giro giro y est está pasi pasivo vo no gene genera ra elec electr tric icid idad ad..


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EV Mo Modo do eléc eléctri trico co.. Ídem Ídem qu que e en modo modo arra rranq nque ue inic inicia iall. MG2 impulsa, ICE ICE está parado y MG1 invierte el sent sentid ido o de giro giro y est está pasi pasivo vo no gene genera ra elec electr tric icid idad ad..


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(C) (C) Lige Ligerra acel aceler erac ació ión n con con ICE. ICE. ICE ICE arra arrast stra ra MG MG1 1 y aplic aplica a ener energí gía a motr motriz iz rued ruedas as.. MG MG1 1 alime aliment nta a MG MG2 2 regu regula land ndo o CVT CVT. MG MG”” aplic aplica a ener energí gía a motr motriz iz a las las rued ruedas as..


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(D) (D) Ma Marc rcha ha de cruc crucer ero o con con po poca ca carg carga. a. ICE ICE y MG MG2 2 impu impuls lsan an las las rued ruedas as.. ICE ICE arras arrastr tra a MG MG1, 1, que que gene genera ra corr corrie ient nte e para para MG MG2 2


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(E) Aceler Aceleraci ación ón máxima máxima.. ICE ICE y MG MG2 2 impu impuls lsan an las las rued ruedas as.. MG MG1 1 alim alimen entta MG MG2. 2. MG MG2 2 es alim alimen enta tado do a la vez vez por por MG MG1 1 y HVB HVB


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(F) (F) Dece Decele lera raci ción ón o fren frenad ado. o. Po Posi sici ción ón pa pala lanc ncaa camb cambio io “D” “D”. ICE ICE está está para parado do.. MG MG2 2 es impu impuls lsad ado o por por las rued ruedas as y crea crea reg regener enerac ació ión. n. MG MG1 1 cont contro rola la CVT CVT y no gene genera ra corri corrien ente te


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(F) (F) Dece Decele lera raci ción ón o fren frenad ado. o. Po Posi sici ción ón pa pala lanc ncaa camb cambio io “B” “B”. MG2 es impulsado por las ruedas y alimenta MG1 y carga HVB. MG1 mantiene ICE en marcha, pero sin combu combusti stión ón (bomba (bomba de aire aire – reten retenció ción) n)..


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(G) (G) Ma March rchaa atr atrás. ás. MG2 impulsa lsa las ruedas alimentad tado por HVB, siempre que mantenga su SOC. MG1 reg regula el CVT. ICE está parado.


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(G) (G) Ma March rchaa atr atrás. ás. Cuan Cuando do SOC SOC de HVB HVB desc descie iend nde, e, se acti activ va MG MG1 1 por por part parte e de HVB HVB y arra arranc nca a ICE. ICE.


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(G) (G) Ma March rchaa atr atrás. ás. Con Con ICE ICE en marc marcha ha,, MG MG1 1 rec recarg arga bate batería ría.. NG2 NG2 es el únic único o que que apli aplica ca fuer fuerza za motr motriz iz a las las rued ruedas as..


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VEHICU VEHICULOS LOS HIBRID HIBRIDOS. OS. AUT AUTOM OMOVI OVILE LES. S. IMA IMA HOND HONDA A

IMA, acró acróni nimo mo de Inte Integr grat ated ed Moto Motorr Assi Assist st,, es la impl implan anttació ación n de Hond Honda a de un vehí vehícu culo lo híbrido híbrido paralelo. paralelo.

En 1999, Honda comercializó su primera generación de vehículos híbridos con el Insi Insigh ght. t. Expa Expand ndié iénd ndos ose e más tar tarde haci hacia a otro otross mode modelo los. s.


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El sist sistem emaa IMA IMA se ha impl implem emen enta tado do en un tota totall de 6 vehí vehícu culo los: s:

Hond Honda a J-VX J-VX (199 (1997 7 conc concep eptt car) car)

Hond Honda a Insi Insigh ghtt (199 (19999-200 2006, 6, 20102010-pr pres esen ente te))

Hond Honda a Civ Civic ic Hybr Hybrid id (200 (20033-pr pres esen ente te))

Hond Honda a Acc Accor ord d Hybr Hybrid id (200 (20055-20 2007 07))

Hond Honda a Dualn Dualnot ote e (200 (2001 1 conc concep eptt car) car)

Honda CR-Z (2010-presente) (2010-presente)


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Evolución de la tecnología híbrida IMA

Tipo de vehículo

Insight 1999

Civic IMA 2003

Accord Hybri Accord Hybrid d 2005

Civic Hybri Hybrid d 2006

Insight 20 2 010

CR-Z 2010

Distancia entre ejes

2400mm

2619mm

2741mm

2700mm

2550mm

2435mm

3 cilindros en

4 cilindros en

4 cilindros en

4 cilindros en

4 cilindros en

Potencia del motor de gasolina

67CV a 5700rpm

85CV a 5700rpm

255CV a 6000rpm

110CV a 6000rpm

88CV a 5800rpm

124CV a 6000rpm

Potencia del motor eléctrico

10kW a 3000rpm

10kW 10kW a 2500rpm

12kW a 840rpm

15kW a 2000rpm

10kW a 1500rpm

10kW a 1500rpm

Capacidad batería

6,5Ah

6Ah

6Ah

5,5Ah

5,75Ah

5,75Ah

Tipo de motor

V6


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¿ Qué Qué es un unaa plat plataf afor orma ma motr motriz iz híbr híbrid idaa con con tecn tecnol olog ogía ía IMA IMA ? : 1. Mo Moto torr térm térmiico de gaso gasollina, ina, cicl ciclo o 4T Ott Otto. 2. Mo Moto torr – Gene enerado radorr eléct léctri rico co.. 3. Unid Unidad ad de ener energí gíaa inte inteli liggente ente (IPU (IPU). ). 4. Trans ransmi misi sión ón au auto tomá máti tica ca (CVT (CVT). ).


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1. Mo Moto torr térm térmic ico o de gaso gasoli lina na,, cicl ciclo o 4T Ott Otto: El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor conven convencio cional nal de gasoli gasolina. na. Es el motor más utilizado en propulsión de

automóviles

Necesita dos vueltas de

cigüeñal para completar los 4 procesos que componen el ciclo.

http://www.animatedengines.com/otto.shtml


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Los Los moto motorres actu actual ales es con con sist sistem ema a IM IMA A comp compar artten una una seri serie e generales: de características generales:

(SOHC) C) y 12 válv válvul ulas as.. • Simp Simple le árbo árboll de leva levass en cabe cabezza (SOH •Distribución variable inteligente en árbol de levas (i-VTEC), mejora el llenado del motor en función de las revoluciones. • 4 cili cilind ndro ross en líne líneaa Los motores que montan el sistema IMA son de distinta cilindrada dependiendo del vehícu ículo y su generación ión, los que que se mont montan an actu actual almen mente te son: son:

•1.3L 1.3L en los los Hond Hondaa Insi Insigh ghtt y Civi Civic. c. •1.5 1.5L en el Hon Honda CRCR-Z


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El motor de gasolin lina (en (en todas sus version iones) dispone de dos válv álvulas de admisión y una de escape. El sistema de distrib tribu ución variable inteligente (i-V i-VTEC) contro trola las revoluciones del motor y abre una o las dos válvulas de admisión dependiendo ndo del régim égimen en de giro giro y la deman emanda da de pote potenc ncia ia..

Con esto se consigue tanto un bajo consumo como buenas prestaciones.


122



Otra car Otr caracter acterís ísti tica ca del del moto motorr es la tecno tecnolo logí gía a de admi admini nist strració ación n de cili cilind ndro ro vari variab able le (VCM (VCM). ). Est Esta tecn tecnol olog ogía ía perm permite ite desh deshab abili ilita tarr la comb combus usti tión ón en los los cili cilind ndrros y la aper apertu tura ra de las las válv válvul ulas as..

Se consigue el máximo aprovechamiento de la frenada

regenerativa.


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2. Mo Moto torr – gen genera erado dorr eléct léctri rico co:: Es un moto motorr de corr corrie ient nte e cont contin inua ua sin sin esco escobi bill llas as (BLD (BLDC) C),, est esta mont montad ado o entr entre e el moto motorr de gaso gasoli lina na y la trans transmis misión ión variab variable. le. Asiste a la propulsión del vehículo cuando se necesita, permitiendo el uso de un motor de gasolina de menor cilindrada. generador, utilizando el exceso exceso de energía (como en una frenada) para Opera como generador, recargar la batería alternador, cargando también la batería accesoria de 12v Hace la función de alternador, Se usa para arrancar el motor de gasolina, muy rápida y silenciosamente. Esto permite apagar e mo or e gaso na cuan o no se e neces a s n n ng n po e re raso en e rearranque. Equilibra las variaciones de velocidad del cigüeñal, eliminando vibraciones.


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3. Unid Unidad ad de ener energí gíaa inte inteli liggente ente (IPU (IPU): ): La unidad de energía inteligente inteligente (o Intelligent Power Unit) contiene todas las partes partes de alto voltaje del sistema IMA, que son: 1. 2. 3. 4.

Bate Baterí ría a de de trac tracci ción ón Contr Controla olador dor del del estad estado o de la bater batería ía (BCM) (BCM) Unidad Unidad electr electróni ónica ca de cont control rol (PCU) (PCU) Unidad Unidad de cont contro roll del del motor motor (MCM) (MCM)

Es donde mas se ha trabajado

durante la evolución del sistema para aumentar su densidad energética


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VEHICU VEHICULO LOSS HIBR HIBRIDO IDOS. S. AUT AUTOMO OMOVIL VILES ES.. IMA IMA HOND HONDA A

Situación Situación de de componente componentess de la Intellig Intelligent ent Power Unit (IPU) Battery Battery Condition Condition Monitor Monitor (BCM) (BCM)

Motor Driver Module (MDM)

Convertidor DC-DC

Motor Control Module (MCM)

Power Power Control Control Unit (PCU)

Ventilador

Batería

Ventilador

Automotive Technical Technical Projects, S. L. L. 08173, Av. Corts Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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Baterí Bateríaa de tracció tracción n • Ni – MH (Níq (Níque uell e hidr hidrur uro o metá metáli lico co))

Ánodo o (bor (borne ne +): +): Hidró Hidróxid xido o de níquel níquel..  Ánod Cátodo do ( bo born rne e -): -): Aleaci Aleación ón de hidrur hidruro o metáli metálico. co.  Cáto

fabricad adaa por Panas Panasoni onicc y actualmente es de 100,8V con 5,75 Ah de capacidad y Esta fabric 20,4 kg. kg. tan tan solo solo 20,4


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Batter Batteryy Control Control Mod Module ule (BCM) (BCM) El BCM monitoriza el estado de la l a batería, vía cuatro sensores de temperaturas temperaturas y 10 sensores de voltaje en la batería. También usa un sensor de corriente para determinar el ratio de carga/descarga. Mantiene la batería entre un 20% y un 80% de la carga para optimizar su vida. Se encarga de la protección de la batería


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Unid Unidad ad Elec Electró tróni nica ca de Contr Control ol (PCU) (PCU) La unidad de control o Power Control Unit (PCU), esta formad formada a por diver diversos sos elemen elementos tos:: 1. Motor tor Driver Module (MDM)  Se enca encarg rga a de sumi sumini nist strrar ener energí gía a al moto motorr. ermite te la rec recarg arga de la bate baterí ría a en fren frenad adas as..  Permi .  Convierte la corriente proveniente del moto motorr a 12V 12V para para la bate baterí ría a acce acceso sori ria. a. 3. Disipador de calor  Disipa el calor generado por el resto de comp compon onen enttes de la PCU PCU


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Unid Unidad ad de cont contrrol del del moto motorr (MCM (MCM)) Llama lamada da Moto Motorr Contr ontrol ol Modul odule e (MC (MCM), M), es la parte arte prin princi cipa pall de la IPU IPU y del del sist sistem ema a IMA. Controla el resto de módulos electrónicos, es el “cerebro” “cerebro” del sistema. Decide la cantidad de ayuda que produce el motor eléctrico y también la

,

,

operación.


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Modo Mo doss de op oper erac ació ión n

motorr est esta apag apagad ado o y el cons consum umo o de comb combus usti tibl ble e es cer cero. 1. Vehíc ehícul ulo o esta estaci cion onar ario io:: el moto motorr actú actúa a abri abrien endo do solo solo una una válv válvul ula a de admi admisi sión ón y 2. Arra Arranq nque ue i acel aceler erac ació ión n desd desde e par parado ado: el moto

3. 4. 5. 6.

tiene tiene asiste asistenci ncia a del motor motor eléctr eléctrico ico.. otor actú actúa a abri abrien endo do las las dos dos válv válvul ulas as de adm admisi isión y tiene iene asi asiste stencia ncia Aceleraci ación rápi ápida: el motor del motor motor eléctr eléctrico ico.. Crucero a baja velocidad: las válvulas de los 4 cilindros están cerradas y la combustión se deti detien ene. e. El moto motorr eléc eléctr tric ico o impu impuls lsa a el vehí vehícu culo lo.. Aceleraci ación suave y crucero ero a alta velocidad: el motor actúa abriendo solo una válvula de admisión. Deceleraci ación: las válvulas de los 4 cilindros están cerradas y la combustión se detiene. El moto motorr eléc eléctr tric ico o recu recupe pera ra la máxi máxima ma cant cantid idad ad de ener energí gía a dura durant nte e la dece decele lera raci ción ón y la alma almace cena na en la bate baterí ría. a.


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5. Trans ransmi misi sión ón au auto tomá máti tica ca:: Se usa una transmisión automática automática continua (CVT: (CVT: Continously Variable Transmission). Es una transmisión sin saltos


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Permite mantener siempre el motor en el rango optimo de funcionamiento Permite minimizar las aceleraciones del motor para alcanzar velocidad,

consiguiendo bajas emisiones.


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DIAG DIAGNO NOSI SISS MOD MODO O TAL TALLE LER R Y OBD OBD

Para que el motor térmico funcione continuamente en el caso de una prueba de gases , se puede conseguir mediante el equipo de diagnosis o bien mediante un procedimiento manual. Veamos este ultimo en primer lugar. lugar. El procedimiento indicado se debe realizar en un periodo máximo de 60 segundos: 1. Con Con la la pos posic ició ión n en en “P” pulsar el botón de encendido (POWER) dos veces hasta llegar a la posición de contacto (luz del pulsador de color naranja).

+ 2x 2. Pisa Pisarr a fon fondo do el peda pedall del del acelerador dos veces.

2x


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3. Pisar el pedal de freno y seleccionar la posición “N”.

+ 4. Pisar dos veces el pedal del acelerador.

2x

“P”. 5. Pisar el pedal de freno y seleccionar la posición “P”.

+ Automotive Technical Technical Projects, S. L. L. 08173, Av. Corts Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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6. Pisa Pisarr a fond ondo dos veces el pedal del acelerador.

2x

7. Pisar el pedal de freno y pulsar el botón de encendido POWER (luz del botón de color verde)

+ Una vez hecho este proceso se activara “READY” en el cuadro y el motor térmico se pondrá en funcionamiento continuo. Si no se pisa el pedal del acelerador el motor se mantendrá a 1000rpm, si se pisa hasta el 60% el motor no pasara de 1500rpm y se pulsa mas del 60% el motor no pasara de 2250rpm. Para finalizar el el modo de inspección, pulsar el botón POWER a la posición Off


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Mediante el equipo de diagnosis debemos: 1. Conectar Conectar el equipo equipo de diagnosi diagnosiss a la toma de diagnosi diagnosiss (debajo (debajo del volante). volante).

.

o oc ocar e

o n

en

.

3. Encend Encender er el equipo equipo de diagno diagnosis sis.. 4. Selecc Seleccion ionar ar el menú: menú: Powert Powertra rain in (tren (tren motor) motor)/Hy /Hybri brid d contr control( ol(con contro troll hibrido)/ hibrido)/Active Active test(utilidad test(utilidad)/Insp )/Inspection ection mode 2WD(modo 2WD(modo inspección inspección 2WD)


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frenómetro o en un velocímetro velocímetro (caso En el caso de necesitar realizar una prueba en un frenómetro de una ITV) esto se puede realizar mediante el equipo de diagnosis o bien mediante un procedimiento manual. Veamos este ultimo en primer lugar. lugar. El procedimiento indicado se debe realizar en un periodo máximo de 60 segundos:

(P OWER) dos veces hasta 1. Con la posición en “P” pulsar el botón de encendido (POWER) llegar a la posición de contacto (luz del pulsador de color naranja).

+ 2x 2. Pisa Pisarr a fondo ondo el pedal del acelerador tres veces.

3x


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3. Pisar el pedal de freno y seleccionar la posición “N”.

+ 4. Pisar tres veces el pedal del acelerador.

3x

“P”. 5. Pisar el pedal de freno y seleccionar la posición “P”.

+ Automotive Technical Technical Projects, S. L. L. 08173, Av. Corts Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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6. Pisa Pisarr a fond ondo tres veces el pedal del acelerador.

3x

7. Pisar el pedal de freno y pulsar el botón de encendido POWER (luz del botón de color verde)

+ Una vez hecho este proceso se activara “READY” en el cuadro y el vehículo estará

preparado para la realización de estas pruebas. Para finalizar finalizar el modo de inspección, pulsar el botón POWER a la posición Off


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Mediante el equipo de diagnosis debemos: 1. Conectar Conectar el equipo equipo de diagnosi diagnosiss a la toma de diagnosi diagnosiss (debajo (debajo del volante). volante).

.

o oc ocar e

o n

en

.

3. Encend Encender er el equipo equipo de diagno diagnosis sis.. 4. Selecc Seleccion ionar ar el menú: menú: Powert Powertra rain in (tren (tren motor) motor)/Hy /Hybri brid d contr control( ol(con contro troll hibrido)/ hibrido)/Active Active test(utilidad)/ test(utilidad)/Inspe Inspection ction mode 2WD TRC(modo TRC(modo inspección inspección 2WD chasis-dynamo). Automotive Technical Technical Projects, S. L. L. 08173, Av. Corts Corts Catalanes 2 - local 11 Sant Cugat del Vallès - BCN [email protected] [email protected] - www.atprojects.es www.atprojects.es

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VEHICULOS HIBRIDOS DIAGNOSIS Y FUNCIONAMIENTO

• GRACIAS POR SU ATENCIÓN ¡¡ • PREGUNTAS ??


143

Curso_Vehiculos-hibridos.pdf

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