Análisis académico de Vehiculos 100% Electrico

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA SECCIÓN ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INGENIERÍA MECATRÓNICA

CIRCUITOS ELÉCTRICOS (IEE223)

Vehíc ulo ulo 100% 100% E léctri éctri co

NOMBRE:

CARLOS GIANPAUL RINCÓN RUIZ

CÓDIGO:

20145854

San Miguel, 15 de noviembre de 2017

ÍNDICE 1. Objetivo …………………………………………………………………………(1) 2. Contenido del informe………………………………………………………….(1) 2.1 Justificación de la existencia de los autos eléctricos ………………….(1) 2.2 Descripción del diseño de los autos eléctricos ………………………..(2) 2.3 Los siguientes puntos puntos son aplicados a dos tipos de vehículos eléctricos (no deportivos): Tesla y BMW. 2.3.1 Indicar las Normas técnicas: lo que señala sobre el tipo de cargadores, cargadores, el tipo de toma fuerza ( son distintos en el americano y en el europeo), etc ……………………………………….................(3) 2.3.2 Describir la tecnología de las baterías empleadas. empleadas. A. Tesla Model S……………………………………………….. ..(4) B. BMW i3…………………………………………………………(6) 2.3.3 Describir los diferentes sensores utilizados A. Tesla Model S………………………………………………….(7) B. BMW i3………………………………………………………….(7) 2.3.4 Describir los los tipos de cargadores cargadores de baterías implementados implementados (de acuerdo con respectiva norma). A. Tesla Model S…………………………………………………..(8) B. BMW i3…………………………………………………………(10) 2.3.5 Describir el el tipo de de motor usado normalmente y su control. A. Tesla Model S………………………………………………... (12) B. BMW i3………………………………………………………... (16) 3. Conclusiones …………………………………………………………………… (18) 4. Referencias bibliográficas………………………… bibliográficas………………………………………… ………………………...... ………...... (18)

Pontificia Universidad Católica del Perú Facultad de Ciencias e Ingeniería Sección de Electricidad y Electrónica

Vehículo 100% eléctrico 1. Objetivo Conocer las las características características técnicas de diseño diseño y los los componentes de los los vehículos eléctricos. • Conocer las normas técnicas que regulan la selección de los los componentes en los vehículos eléctricos. •

2. Contenido del informe 2.1 Justificación de la existencia de los autos eléctricos En la actualidad, es necesario el uso de fuentes de energía limpia; es decir, que no produzcan contaminación contaminación ambiental ambiental ni agote los los recursos naturales. El sistema de transporte actual es el que más contaminación ambiental genera en la zona urbana, su principal fuente de energía es el combustible fósil cuyo uso expulsa gran cantidad de CO2 al medio ambiente generando contaminación atmosférica. La solución planteada mundialmente mundialmente en el transporte es el uso de eficiente de energía eléctrica la cual se puede obtener de recursos renovables por medios los paneles solares, centrales hidroeléctricos hidroeléctricos que en Perú es la principal fuente de energía. De esta forma se proyecta eliminar la dependencia que existen sobre los combustibles fósiles en años futuros. Por lo tanto, Los vehículos eléctricos representan un papel esencial en el objetivo de contribuir contribuir a un sistema de transporte que no contamine ni consuma recursos naturales. Su eficiente uso de energía eléctrica, la autonomía lograda gracias a su capacidad de almacenamiento almacenamiento de energía de su conjunto de baterías lo hace el sustito s ustito ideal del auto tradicional de motor a combustión. Como ejemplo de la enorme contribución contribución al cuidado del medio ambiente, la compañía de autos Tesla revolucionaria en estos vehículos, muestra que el total de C02 NO emitido por sus autos es de 2.326.826,23 toneladas en el mundo, esto evidencia evidencia la enorme diferencia diferencia en la contaminación entre los vehículos tradicionales, tradicionales, que sí emite C02, y los eléctricos para el planeta. 2.2 Descripción del diseño de los autos eléctricos Se requiere que el vehículo eléctrico reemplace al tradicional por lo que su diseño debe ser igual o más sofisticado con un rendimiento óptimo. En base a esto se toman los siguientes siguientes factores: 

Eficiencia Eficiencia energética No basta con que el vehículo v ehículo eléctrico eléctrico utilice usa energía renovable, su uso debe ser eficiente también; por ello, se debe asegurar que el vehículo pierda lo mínimo posible de energía en sus transformaciones desde la batería hasta su conversión conversión en energía mecáni m ecánica. ca.

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Tecnología de las baterías Las baterías cumplen un papel fundamental, la tecnología actual ha incrementado la capacidad de almacenamiento de energía de tal manera que p ermite alcanzar la autonomía tan buscada desde la invención de los vehículos eléctricos.

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Peso del vehículo El vehículo eléctrico utiliza un motor de inducción, a diferencia del motor de combustión tradicional, varias partes pueden ser suprimidas. De esta forma el peso del vehículo eléctrico es considerablemente considerablemente menor al de un auto tradicional. tradicional. El peso debe estar distribuido de tal forma que el centro de gravedad esté lo más cerca del suelo para así lograr una mejor estabilidad. Con este objetivo los fabricantes colocan el conjunto de baterías en la parte inferior del vehículo. v ehículo. Esto permite que se pueda tomar las curvas de las carreteras sin ningún problema.

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Potencia del motor Se debe tomar en cuenta la potencia necesaria que debe tener el motor de inducción para ser capaz de cumplir las necesidades y expectativas de la persona para el uso determinado determinado que esta es ta requiera.

2.3 Los siguientes puntos son aplicados a dos tipos de vehículos eléctricos (no deportivos): Tesla y BMW A. Tesla Model S Tesla es el fabricante que ha revolucionado la tecnología de los vehículos completamente eléctricos. eléctricos. En el presente informe se analizan los puntos que hacen posible que el Tesla Model S logre su autonomía. Según Tesla la cantidad de CO2 que no emiten sus autos en todo el mundo es de 2 382 124,24 toneladas, una gran cifra que marca la diferencia con toda la cantidad de CO2 que emiten los autos tradicionales tradicionales con motor de combustión. combustión.

Figura 1: Tesla Model S 1 1

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B. BMW i3 Este vehículo completamente eléctrico también con una gran autonomía por su tecnología alcanza en las baterías. Además de su eficiencia energética en el uso de energías renovables renovables y tampoco contamina la atmosfera con CO2.

Figura 2: BMW i3 2 2.3.1 Indicar las Normas técnicas: lo que señala sobre el tipo de cargadores, el tipo de toma fuerza (son distintos en el americano y en el europeo), etc Sobre la seguridad de la batería Según ANSI (Instituto Nacional Estadounidense de Estándares), los compradores necesitan conocer que el uso de un vehículo eléctrico eléctrico es tan seguro como el tradicional de motor a combustión. Para garantizar la seguridad del vehículo, la batería es sometida a pruebas reales en las que debe demostrar que cumple con los criterios de seguridad mínimos de la norma. Con este objetivo ANSI trabaja con las siguientes normas: IEC 62660-2: La comercialización de vehículos eléctricos aceleró la demanda de baterías de tracción de alta potencia y densidad de carga. Se estima que las baterías de iones de litio serán una de las baterías más óptimas para la propulsión de vehículos eléctricos. Esta norma específica pruebas de rendimiento a las baterías de iones de litio, su propósito es proporcionar una metodología de prueba básica con general versatilidad. Sobre el reciclaje de la batería Según ANSI, se debe tener un reciclaje eficiente de la batería debido a que su fabricación para vehículos eléctricos es un gasto de recursos minerales. Además su inadecuada eliminación puede generar contaminación del suelo, agua y aire. SEGÚN CEN (Comité Europeo de Normalización), las aplicaciones de la vida secundaria secundaria de una batería luego de haber terminado en el vehículo eléctrico tienen otras 2

Fuente: >


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aplicaciones aplicaciones que se encuentran en crecimiento c recimiento y tienen un gran potencial. Se podría n usar en aplicaciones de baja potencia, de esta manera se reduce el costo de la electromovilidad electromovilidad y contribuye a la protección del medio ambiente. Ambas Normas están de acuerdo en que se puede reutilizar la batería luego de haber acabado su vida útil en el vehículo eléctrico. Sobre el tipo de tomacorriente, conectores de vehículos, entrada de vehículos ANSI, se recomienda recomienda el uso de la la siguiente norma norma para su acreditación: acreditación: Según IEC 62196-1, no debe exceder los 690V (AC) desde 50Hz hasta 60Hz cuya corriente nominal no exceda los 250A. En el caso de corriente corriente continua, continua, no debe exceder los 1500V (DC) cuya corriente nominal no exceda los 400A. Estos accesorios (tomacorriente, (tomacorriente, conectores de vehículos, entrada de vehículos) y cables ensamblados: Solo deben instalarse instalarse por personas instruidas instruidas (IEC 60050-195:1998, 60050-195:1998, IEC 60050195/AMD1:2001, 195-04-02) O capacitadas (IEC 60050-195:1998, IEC 60050195/AMD1:2001, 195/AMD1:2001, 195-04-01). Son destinados destinados a específicos específicos circuitos circuitos según IEC IEC 61851-1 que operan a diferentes voltajes y frecuencias, además de, tal v ez, incluir voltajes extra bajos y señales de comunicación. comunicación. Deben ser usados usados en ambientes cuya temperatura esté entre entre -30 °C y 50 °C. 

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CEN (Comité Europeo de Normalización), Normalización), trabaja con la norma EN 60309-2, la cual es usada actualmente en Europa y no permite el modo 3 de carga. Este modo se refiere a una conexión del vehículo eléctrico a la corriente alterna de la red de suministro utilizando EVSE (Equipo de Suministro de Vehículos Eléctricos), aunque los fabricantes lo recomiendan, los diversos problemas que se presentan se detallan en la norma. Se presentan métodos alternativos a esto según IEC 61851-1, pero no han sido implementados A diferencia diferencia de la la norma norma americana americana (ANSI), la norma europea europea (CEN) aún no implementa el uso del estándar propuesto por IEC 61851-1. 2.3.2 Describir la tecnología de las baterías empleadas. A. Tesla Model S Tesla usa en sus vehículos eléctricos un conjunto de baterías Ion-litio cada una individualmente individualmente con un voltaje nominal de 12V con 33Ah, figura 4.


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Figura 4: Unidad de la Batería de tensión alta del Tesla Model S 3 La innovación de Tesla consiste en usar una gran cantidad de baterías pequeñas en lugar de baterías grandes puestas en serie y paralelo. Además se encuentran agrupadas en módulos formando la batería de alta tensión, figura 5. De esta manera consigue una refrigeración efectiva de todas las baterías lo cual alarga su vida útil. En un vehículo de 85kWh el conjunto está compuesto por 7104 baterías agrupadas en 16 módulos, m ódulos, especificaciones especificaciones en la TABLA. Este paquete de baterías está colocado en la parte inferior del auto lo que garantiza que su centro de gravedad esté más cerca al suelo con lo cual se logra una mejor estabilidad, estabilidad, figura f igura 12.

Figura 5: Paquete de baterías de alta tensión del Tesla Model S 4

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Fuente: Cells-640x388.jpg > 4 Fuente: Tesla.jpg >


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Tabla 1: Especificaciones de la bateria de alta tensión del Tesla Model S Batería de alta tensión Ion-litio(Li-ion) Ion-litio(Li-ion) refrigerada por liquido Capacidad nominal 60,70,75,88,90 a 100 kWh (al inicio de su vida útil) según lo requerido en la compra Tensión nominal: nominal: 85, 90 y 100 kWh 350 V Corriente Corriente Continua Tensan nominal: nominal: 60, 70 y 75 kWh 300 V Corriente Corriente Continua Intervalos de temperatura Se debe evitar exponer al Model S a temperaturas ambientales superiores a 60 °C o por debajo de -30 °C durante más de 24 horas seguidas

B. BMW i3 BMW también utiliza una gran cantidad de baterías pequeñas de Iones de Litio como fuente de energía, pero en este caso son de 94Ah fabricadas por Samsung, figura 6.

Figura 6: Unidad de batería del BMW i35 Estas baterías se encuentran agrupadas en módulos con el mismo objetivo de lograr una refrigeración completa y así alargar su vida útil. También son colocados en la parte inferior del auto para lograr una mayor m ayor estabilidad, figura 7.

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Fuente: performance_18650_battery-1.jpg >


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Figura 7: Paquete de baterías de alta tensión del BMW i3 6 Tabla 2: Especificaciones técnicas de la batería de alta tensión del BMW i3 Tipo de batería/Capacidad batería/Capacidad neta de la batería(kWh) Autonomía eléctrica eléctrica en uso diario(km) diario(km) Tiempo de carga rápida CC(min) Tiempo de carga rápida CA con BMW Wallbox(h) Tiempo de carga CA, con cable c able de carga estándar en enchufe doméstico(h) doméstico(h)

Iones de litio/27,2 Hasta 200 Aprox 39 Aprox 2,45 Aprox 9,3

2.3.3 Describir los diferentes sensores utilizados. A. Tesla Model S Sensor de ocupación: Controla el estado de los airbags según el peso del ocupante: ya sea un adulto o un niño. S i está desactivado no se inflara en caso de colisión. Este sistema cumple con las normas FMVSS 208 y detecta cuando los airbags delanteros del pasajero pueden ser dañino. Sensor eléctrico: mide la velocidad de conducción, su ángulo y la rotación del coche sobre el eje vertical. De esta manera determina la posición óptima de los faros para garantizar la visibilidad durante la conducción nocturna en carreteras con curva. Sensor de lluvia: Está en la parte interior del parabrisas, detecta el agua y en base a eso proporciona proporciona una frecuencia de barrido para el limpiaparabrisas limpiaparabrisas Sensores ultrasónicos: Detectan la presencia de objetos, están ubicados en los parachoques delanteros y traseros. Conduciendo a baja velocidad, los sensores señalan cuando hay un objeto cerca para así evitar choques y daño al auto. Radar: Sistema diseñado para detectar la existencia de un vehículo en los alrededores del Tesla Model S. En el modo de piloto automático, este sensor 6

Fuente: http://www.prestigeelectriccar.com/img/noticias/imagen_1233.jpg http://www.prestigeelectriccar.com/img/noticias/imagen_1233.jpg> >


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permite que el auto mantenga una distancia segura con el resto de autos reduciendo la velocidad para lograrlo lograrlo en caso haya uno delante en su carril. Sensor de monitoreo de presión de los neumáticos: Detecta la presión en los neumáticos con el objetivo de avisar al conductor en caso de que haya una pérdida de inflado, de esta manera tener una adherencia segura de los neumáticos al suelo. Sensor de reconocimiento de llave: Detecta la presencia de la llave cuando está a una distancia de 1 metro, por lo que no es necesario sacarla para el encendido del vehículo. B. BMW i3 BMW Oxigeno – Sensor BMW Sensor- Monitoreo de presión de los neumáticos: Tiene el mismo objetivo que el descrito por el sensor del Tesla Model S BMW Sensor de Golpe BMW Sensor de velocidad – Vehículo: Mide la velocidad del vehículo en cada instante para asegurar que este no sobrepase los límites permitidos permitidos en la carretera o zona urbana. 2.3.4 Describir los tipos de cargadores de baterías implementados (de acuerdo con respectiva norma). A. Tesla Model S Ofrece 3 tipos de cargadores: cargadores: 

Tesla Wall Connector Permite la mayor velocidad de carga al ser instalado en la casa.

Tabla 3: Especificaciones técnicas del Tesla Wall Connector Tensión y cableado Monofásica de 208V o 240V CA Corriente Salida máxima: 80ª, 72A, 64A, 56A, 48A, 40A, 36A, 32A, 28A, 24A, 20A, 16A, 12A Frecuencia De 50 a 60Hz Longitud del cable 2,6m y 7,4m Dimensiones Dimensiones del conector de pared Altura: 380mm Anchura:160mm Anchura:160mm Produndidad:140mm Altura: 275mm Dimensiones del soporte de la entrada superior Anchura:130mm Anchura:130mm Produndidad:50mm Peso 9kg Temperatura de funcionamiento funcionamiento De -30 °C a 50 °C Temperatura Temperatu ra de almacenamiento De -40 °C a 85 °C IEE223 Circuitos Eléctricos

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Capacidad de alojamiento Homologaciones Ventilación

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Tipo 3R Conformidad cUlus para Estados Unidos y Canadá bajo bajo número de archivo archivo E351001, FCC Parte 15. No necesaria

Tesla Mobile Connector

Es el cargador convencional que viene con el auto, presenta una menor velocidad de carga Tabla 4: Especificaciones del Adaptador Rojo del Tesla Mobile Connector Enchufe Rojo 5-Polos IEC 60309, 16A, 3P+N+T, 6h Voltaje Trifásico, 230/400V CA, 50 Hz Corriente Max 16 A, se puede reducir desde el coche Potencia suministrada 11 kW Potencial L1 –N > 210 V Impedancia Menos de 12% de caída de tensión de cero a la corriente máxima de carga Interruptor Instalación en un grupo separado con capacidad para 16 A Cableado Área mínima de sección del cable 2.5 mm2 , o más, dependiendo de las especificaciones de instalación y las regulaciones locales Receptáculo Receptáculo Se recomienda la toma con ángulo hacia abajo Ubicación Instale a menos de 4,5 metros de la posición de la luz trasera del conductor y al menos 65 centímetros por encima del suelo

Tabla 5: Especificaciones del Adaptador azul (Red doméstica monofásica) del Tesla Mobile Connector Enchufe Azul 3-Polos IEC 60309, 32A, 2P+T, 6h Voltaje Monofásico, 230V CA, 50 Hz Corriente Max 32 A, se puede reducir desde el coche Potencia suministrada 7,4 kW Potencial L1 –N > 210 V Impedancia Menos de 12% de caída de tensión de cero a la corriente máxima de carga Interruptor Instalación en un grupo separado con capacidad para 32 A Cableado Área mínima m ínima de sección del cable 6 mm2 , o más, dependiendo de las especificaciones de instalación y las regulaciones r egulaciones locales Receptáculo Receptáculo Se recomienda la toma con ángulo hacia abajo


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Ubicación

Instale a menos de 4,5 metros de la posición de la luz trasera del conductor y al menos 65 centímetros por encima del suelo

Cable de tipo 2 Es el compatible con las estaciones públicas de recarga para el vehículo

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Tabla 6: Especificaciones del cable de tipo 2 Potencia suministrada suministrada 16.5kW B. BMW i3 Cargadores públicos Los puntos de carga del BMW cuentan con 3 tipos de carga: Carga básica de corriente alterna, carga rápida de corriente alterna y carga rápida de corriente continua.

Figura 8: Estación de carga publica del BMW i3 7 Tabla 7: Datos técnicos de la carga básica de corriente alterna Tiempo de carga: 80% en aprox 7,3h(94Ah) Corriente de carga Hasta 16A, monofásico Potencia de carga Hasta 3,7kW Tabla 8: Datos técnicos de la carga rápida de corriente alterna Tiempo de carga 80% en aprox 2,5h Corriente de carga Hasta 32A, trifásico Potencia de carga 7,4kW

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Fuente: mobility/public-charging/Electromobility-public-charging-ts.jpg.resource.1444912352353.jpg >


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Tabla 9: Datos técnicos de la carga rápida de corriente corriente continua Tiempo de carga 80% en aprox 20min Corriente de carga Hasta 120ª Potencia de carga Hasta 50kW Carga en casa BMW proporciona 3 tipos de cargadores para su vehículo, los cuales se diferencian diferencian en la velocidad de carga y transferencia de potencia. 

Carga rápida de corriente alterna con BMW BMW i Wallbox Pro

Figura 9: Carga de la batería con BMW i Wallbox Pro Tabla 10: Datos técnicos de la carga rápida de corriente alterna Tiempo de carga 80% en aprox 2,5h Corriente de carga 32A, monofásico Potencia de carga Max 7,4kW 

Carga de corriente alterna con BMW Wallbox

Figura 10: Cargador BMW Wallbox (CA) 8 8

Fuente:


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Tabla11: Datos técnicos de la carga de corriente corriente alterna con BMW Wallbox Tiempo de carga 80% en aprox 3h Corriente de carga 16A, trifásico/ 32A, monofásico Potencia de carga Hasta 11kW 

Cable de carga (CA) de enchufe domestico BMW proporciona proporciona un adaptador para para enchufe doméstico, doméstico, de esta manera manera no se requiere una instalación de los dos tipos de cargadores previamente mostrados. La gran diferencia radicará en el tiempo de carga que en este caso ya es aproximadamente aproximadamente 8h.

Tabla 12: Datos técnicos con cable de carga enchufe domestico Tiempo de carga 80% en aprox 7,5h Corriente de carga Max 12A, monofásico Potencia de carga 2,7kW 2.3.5 Describir el tipo de motor usado normalmente normalmente y su control. A. Tesla Model S Motor de inducción El auto de Tesla usa dos motores de inducción, figura 11. Para su funcionamiento funcionamiento el auto cuenta con un inversor inversor el cual transforma la fuente de voltaje continua, proveniente del paquete de baterías, en alterna trifásica y se conecta al motor de inducción, inducción, figura12.

Figura 11: Posición de los motores m otores de inducción en el Tesla Model S 9

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Fuente: https://www.tesla.com/es_ES/models


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Figura 12: Motor de inducción e inversión respectivamente. Se observa el paquete de baterías colocado en lo que es la parte inferior del Tesla Model S10 Tabla 13: Datos técnicos del motor de inducción del Tesla Model S Tipo de motor Motor de inducción de CA, refrigerado por liquido con impulsos de frecuencia frecuencia variable Capacidad nominal 320 voltios 16 000 RPM Velocidad máxima de motores grandes 18 000 RPM Velocidad máxima de motores pequeños Potencia neta y velocidad máxima de Base: 285 kW a 6850 RPM motores grandes Performance: 375 kW a 5950 RPM Potencia neta y velocidad máxima de Performance: 193kW a 6100 RPM motores pequeños Par máximo de motores grandes Base: 440 Nm Performance: 650Nm Base: 250Nm Par motor máximo de motores pequeños Performance: 330Nm Probado según CEER85 Este motor está conformado por dos partes principales: principales: el estator y el rotor, en los cuales se da el principio de inducción que en este caso transforma la potencia eléctrica en mecánica cuyo funcionamiento se explica a continuación:

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Fuente: model-s.jpg >


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Figura 13: Estator con el rotor dentro del motor de inducción inducción del Tesla Model S 11 Estator Es el componente fijo del motor, dentro existe un bobinado de cobre. La fuente de voltaje alterna trifásica proveniente del inversor, figura 16, produce una corriente alterna trifásica, la cual pasa por el bobinado de cobre. Esta corriente genera el campo magnético de 4 polos rotacional, para dos instantes de tiempo se muestra el campo magnético en la figura 14.

Figura 14: Campo magnético rotacional generado por la corriente que pasa por el rotor para dos instantes de tiempo 12 Rotor En este motor de inducción se utiliza un rotor tipo jaula de ardilla, figura 15, que es el componente giratorio. Al tener un campo magnético rotacional en el estator, el cambio pasa a través de la “jaula “jaula de ardilla” induce una corriente corriente en en el flujo magnético que pasa esta de acuerdo con la Ley de Faraday. Esta corriente inducida al estar en ese campo magnético rotacional genera un par de fuerzas de acuerdo con la Ley de Lorentz que producen un torque haciendo que el rotor gire y t ransmita su potencia.

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Fuente: > Fuente :< : >

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Figura 15: Rotor del motor de inducción del Tesla Model S 13 Teniendo claro el funcionamiento de este motor se transmite potencia al eje de las ruedas mediante un tren de engranajes, datos técnicos mostrados en la tabla 14 . Tabla 14: Datos técnicos de la transmisión transmisión desde el motor hasta el eje de las ruedas Tipo Piñón fijo de una sola velocidad Relación general de la transmisión final Motor pequeño: 9,34:1 Motor grande: 9,73:1 Posición de marcha atrás Sentido inverso del motor, limitado a 24km/h Control del auto El movimiento del auto es accionado mediante un solo pedal, el cual es el acelerador, no cuenta con una caja de cambios que regule la velocidad como en un auto tradicional debido a que en este vehículo la velocidad es regulada directamente desde el motor de inducción. Para este propósito se utiliza un inversor el cual se conecta al motor y funciona como el cerebro del auto. Inversor El auto necesita una fuente de voltaje de corriente alterna; por ello, el inversor transforma la corriente continua, entregada por el paquete de baterías, figura 5, en alterna. Además controla la frecuencia de este voltaje y su amplitud, de las cuales depende la velocidad del motor y su potencia, permitiendo un c ontrol preciso preciso del auto. auto .

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Fuente:< Fuente:


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Figura 16: Inversor desensamblado para su análisis 14 B. BMW i3 BMW i3 utiliza un motor m otor síncrono eléctrico eléctrico que funciona con el mismo principio de inducción ya explicado anteriormente.

Figura 17: Montaje del motor en el auto y su trasmisión al eje de las ruedas 15 Tabla 15: Datos técnicos del motor eléctrico del BMW i3 (94Ah) Datos técnicos Motor síncrono eléctrico

BMW i3 (94Ah)

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Fuente: 6.54.06-AM.png > 15 Fuente:


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Potencia máxima(CV) Potencia nominal(CV)/Régimen nominal(CV)/Régimen nominal(RPM) nominal(RPM) Par máximo(Nm) máximo(Nm) Peso(kg)

170 102/4800 250 65

Está conformado por dos partes principales: principales: El estator y el rotor, f igura 18. Ambos con el mismo funcionamiento funcionamiento del motor de inducción inducción previamente previamente explicado. El estator es es el componente fijo del motor que genera el campo magnético; el rotor es es la componente giratoria que transmite potencia mecánica al eje de las ruedas mediante una caja reductora de velocidad, figura 19.

Figura 18: Estator y rotor, respectivamente, respectivamente, del motor eléctrico eléctrico del BMW i3 16

Figura 19: Tren de engranajes para la trasmisión de potencia desde el motor al eje de las ruedas del BMW i3 17

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Fuente: electr.jpg > 17 Fuente: >


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3. Conclusiones 

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Por todo lo lo expuesto, el uso de vehículos eléctricos es una excelente alternativa cuyo crecimiento continúa y debe seguir haciéndolo, ya que contribuye al eficiente uso energético de energías renovables, además de no emitir CO2. De esta manera se disminuye significativamente la contaminación hacia el medio ambiente. A diferencia de lo que se piensa en el contexto de nuestro país, el vehículo eléctrico es potente, capaz de acelerar de 0 a 100km/h rápidamente como un auto de motor a combustión; es autónomo gracias a la tecnología alcanzada en las baterías lo que le permite un almacenamiento de energía suficiente para para su recorrido en la la vida diaria. diaria. Todo esto sin dejar el moderno diseño de un automóvil convencional. convencional. La fabricación fabricación de la carrocería de vehículos vehículos eléctricos como como el BMW generan generan un gran cambio al hacer 95% reciclable: Se pueden reutilizar los módulos de energía para el almacenamiento de energía solar, otra clase de energía limpia que no genera contaminación. A pesar de las ventajas que presenta, todavía existe una desventaja desventaja que se está tratando de eliminar con el avance de la tecnología, pero debe tomarse en cuenta: el tiempo de carga. BMW ha logrado reducir el tiempo de carga del 80% a 20min en sus cargadores públicos, públicos, pero que aún toma muchas horas en casa. Si se espera que en un futuro la dependencia hacia el auto de motor a combustión desaparezca, este es el principal aspecto a vencer que tienen las marcas como Tesla, BMW, Audi, etc.

4. Referencias bibliográficas CONSEJERIA DE ECONOMIA Y HACIENDA, ORGANIZACIÓN DIRECCIÓN GENERAL DE INDUSTRIA, ENERGIA Y MINAS Guía del vehículo eléctrico II . Consulta: 13 de noviembre de 2017.

https://www.fenercom.com/pdf/publicaciones/Guia-del-Vehiculo-Electrico-II-fenercom-2015.pdf FORO DE COCHES ELECTRICOS Desmontando el pack del Tesla Model S. Consulta: 13 de noviembre de 2017.

http://forococheselectricos.com/2013/04/tesla-model-s-pack-baterias-desmontar.html TESLA Carbon Impact . Consulta: 12 de noviembre de 2017.

https://www.tesla.com/es_ES/carbonimpact


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CURSOS Ventajas e inconvenientes de los coches eléctricos Tesla . Consulta: 12 de noviembre de 2017.

https://cursos.com/coches-electricos-tesla/ AUTOZONE BMW Sensores . Consulta: 14 de noviembre de 2017.

https://www.autozone.com.mx/refacciones/control-electronico-del-motor/sensores/bmw/i3 INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION 2010 IEC-62660-1. Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles. Geneva, Switzerland. PUBLIC HD1 2013 BMW i3 Electric Motor Production. Reino Unido : PublicHD1. Consulta: 13 de noviembre de 2017. https://www.youtube.com/watch?v=3nJD6b8TL2M LEARN ENGINEERING 2017 How does Electric Car work? La India: Learn Engineering. Consulta: 13 de noviembre de 2017. https://www.youtube.com/watch?v=3SAxXUIre28 TESLA Conector de pared, 80A Monofásico. Consulta: 14 de noviembre de 2017.

https://www.tesla.com/sites/default/files/pdfs/wall-connectoreu/wall_connector_installation_manual_80A_es_MX.pdf?201612081439 CEN, CENELEC Standardization for road vehicles and associated infrastructure . Consulta: 14 de noviembre de

2017. ftp://ftp.cen.eu/CEN/Sectors/List/Transport/Automobile/EV_Report_incl_annexes.pdf ANSI Standardization Roamap for Electric Vehicles . Consulta: 14 de noviembre de 2017.

https://share.ansi.org/evsp/ANSI_EVSP_Roadmap_May_2013.pdf


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