Vehículos Híbridos Prius

7/24/2019 Vehculos Hbridos Prius

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Vehculos hbridos

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IntroduccinDebido a los problemas que siguen teniendo los vehculos elctricos, escasa energa especficaque actualmente se obtiene de las bateras y su limitacin en cuanto a velocidad y autonoma, sonlos automviles hbridos los que ofrecen una solucin de compromiso ms satisfactoria. demaspueden aprovecharse de los desarrollos en el campo de los motores de combustin interna quea!n tienen margen de me"ora.

#l fabricante $oyota por e"emplo esta desarrollando una serie de alternativas a los vehculosconvencionales que consumen combustibles fsiles, desarrollando nuevas tecnologas que vandesde los vehculos hbridos actuales hasta los que son impulsados por hidrogeno %&'(V) &uel'ell (ybrid Vehicle*.

+e han llamado hbridos- a los automviles que utilian un motor elctrico, y un motor decombustin interna para realiar su traba"o. diferencia de los automviles solo elctricos, hay

vehculos hbridos que no es necesario conectar a una toma de corriente para recargar lasbateras, el generador y el sistema de /frenos regenerativos/ se encargan de mantener la carga delas mismas.

l utiliar el motor trmico para recargar las bateras, se necesitan menor n!mero de estas por loque el peso total del vehculo es menor ya que el motor trmico suele ser peque0o.

$radicionalmente, los motores que han propulsado a los automviles convencionales han sidosobredimensionados con respecto a lo estrictamente necesario para un uso habitual. 1a notadominante ha sido, y es a!n, equipar con motores capaces de dar una potencia bastante grande,pero que slo es requerida durante un mnimo tiempo en la vida !til de un vehculo.
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1os hbridos se equipan con motores de combustin interna, dise0ados para funcionar con sum2ima eficiencia. +i se genera ms energa de la necesaria, el motor elctrico se usa comogenerador y carga la bateras del sistema. #n otras situaciones, funciona slo el motor elctrico,alimentndose de la energa guardada en la batera. #n algunos hbridos es posible recuperar laenerga cintica al frenar, que suele disiparse en forma de calor en los frenos, convirtindola enenerga elctrica. #ste tipo de frenos se suele llamar /regenerativos/.

1a combinacin de un motor de combustin operando siempre a su m2ima eficiencia, y la

recuperacin de energa del frenado %!til especialmente en la ciudad*, hace que estos vehculosalcancen me"ores rendimientos que los vehculos convencionales. +e dispone de un sistemaelectrnico para determinar qu motor usar y cundo hacerlo.


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1os hbridos se pueden fabricar en diferentes configuraciones)

Paralelos) tanto la parte elctrica como la trmica pueden hacer girar las ruedas.

En serie) solo la parte elctrica da traccin, el motor trmico se utilia para generarelectricidad.

$ambin se pueden clasificar seg!n sea la carga de las bateras.

Regulares) se recargan por el funcionamiento normal del vehculo.

Enchufables) tambin se recargan conectndose a la red elctrica.

Venta"as)

#sta tecnologa ha permitido conseguir que el consumo de combustible sea de un 345hasta un 645 menor que en vehculos comparables de tipo convencional.

+e ma2imia el rendimiento del uso del combustible, pues los motores de combustininterna para hbridos son fabricados pensando en el mayor rendimiento..

7educcin de emisin de gases da0inos para el medio ambiente y los seres vivos.

Desventa"as)


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1os vehculos hbridos tienen menos potencia %'Vs* que automviles convencionalescomparables. 8o obstante, el avance de esta tecnologa apunta a aminorar esta brecha ytanto la velocidad m2ima del vehculo, como la autonoma son parecidas a los puramentetrmicos.

9ayor peso que un coche convencional %hay que sumar el motor elctrico y, sobre todo, las

bateras*, y por ello un incremento en la energa necesaria para desplaarlo. #l peso delvehculo se puede aminorar usando carroceras mas ligeras de aluminio, fibra de carbono ofibra de vidrio.

9s comple"idad, lo que dificulta las revisiones y reparaciones del vehculo.

1a inversin inicial es mayor para adquirir un hbrido- que para adquirir un convencional-comparable. +in embargo, el ahorro econmico que le entrega el menor consumo decombustible le devuelve esa inversin.

'omo desarrollo para un futuro, estn las celdas de combustible, que prometen reemplaar almotor de combustin mediante el uso de nuevas energas. +u !nica emisin por el tubo de escapees vapor de agua.

#ntre los :4 automviles hbridos ms demandados del 344; estn los siguientes)

1. $oyota


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5. (onda 'ivic hybrid

6. 1e2us =+>?4h

7. 1e2us 7@>44h

8. 8issan ltima hybrid

9. 9ercury 9ariner hybrid

10. (onda ccord hybrid

Estructura1a configuracin de un vehculo hbrido depende de la disposicin de los elementos que locomponen, por lo que se pueden clasificar en hbridos serie e hbridos en paralelo.

Hbrido en serie

#n estos vehculos el motor de combustin proporciona movimiento a un generador que o carga lasbateras o suministra la potencia directamente al sistema de propulsin %motor elctrico* y por lotanto reduce la demanda a la batera.#l dispositivo generador se utilia principalmente como un ampliador de prestaciones, por lo que enla mayora de los Ailmetros se circula con las bateras. 'uando la duracin del via"e e2cede a lasprestaciones de la batera, el dispositivo generador se enciende.


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el B45 de los Ailmetros recorridos son alimentados por la energa de las bateras que se hanrecargado desde la red. #n caso contrario es difcil la "ustificacin de este tipo de propulsin hbridaya que la energa elctrica de las bateras proviene en realidad de la combustin del motor trmico.1a principal venta"a que ofrece este dise0o frente al de en /paralelo/ es la de un dise0o mecnicosimple. +e dispone de un motor trmico dise0ado y optimiado para traba"ar siempre en el mismoregimen de revoluciones.1a desventa"a de este tipo de vehculos es que toda la energa producida por el motor trmico tieneque atravesar el generador elctrico sufriendo muchas prdidas, debido a la transformacin deenerga mecnica a elctrica, y toda la energa para la traccin tiene que pasar por el motorelctrico.

Hbrido en paralelo#ste tipo de vehculo utilia dos sistemas de traccin en paralelo. +eg!n esta configuracin ambosproveen de potencia a las ruedas de modo que los dos sistemas pueden ser utiliadosindependientemente o simultneamente para obtener una potencia m2ima.

unque mecnicamente ms comple"o, este mtodo evita las prdidas inherentes a la conversinde energa mecnica en elctrica que se da en los hbridos en serie. dems como los picos dedemanda de potencia le corresponden al motor de combustin interna, las bateras pueden sermucho menores.#l motor a gasolina entra en funcionamiento cuando el vehculo necesita ms energa. C aldetenerse, el hbrido aprovecha la energa normalmente empleada en frenar para recargar supropia batera %frenado regenerativo*.


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'omo los patrones de uso de los automviles tienden a via"es cortos y frecuentes, un hbrido enparalelo traba"ar la mayor parte del tiempo slo con motor elctrico %este funcionamiento seria elideal, aunque la realidad demuestra que actualmente las bateras de los hbridos tienen muy pocaautonoma y por lo tanto estos vehculos funcionan mayormente impulsados por el motor trmico*.

Dentro de los vehculos hbridos /paralelos/ podemos distinguir dos arquitecturas) los que usan ungenerador independiente para cargar las bateras, o los que aprovechan el motor elctrico parafuncionar tambin como generador.

'on generador independiente) su inconveniente es que tiene mas componentes, elgenerador, el conversor de corriente alterna a corriente continua y la transmisin ente elmotor trmico y el generador por lo que ser ms pesado y caro. +in embargo tiene laventa"a que el generador al estar dise0ado para funcionar slo como generador, ser mseficiente que el motor funcionando como generador.

sando el motor elctrico como generador) se disminuye el n!mero de componentes, peropuede disminuir el rendimiento.

#l vehculo hbrido paralelo con generador independiente tambin se le clasifica como vehculohbrido /paraleloEserie/. #sta configuracin combina las venta"as de ambos sistemas y es la masutiliada por los fabricantes de automviles como por e"emplo) $oyota en su modelo


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1os tiempos de funcionamiento del motor elctrico %motor* y del motor trmico %engine* se repartenen distinta proporcin dependiendo de la configuracin del vehculo hbrido.


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recorridos urbanos, muchsimo ms que uno del mismo peso equipado con un motor ms peque0o.#n conclusin, el motor ha de ser el idneo para el uso al que se destina.

Gtro factor que penalia el rendimiento brutalmente en recorridos urbanos es la forma de detener elvehculo. Hsta detencin se realia mediante un proceso tan ineficiente cmo es disipar y destruirla energa en forma de movimiento, energa cintica, que lleva el vehculo para transformarla en

calor liberado in!tilmente al ambiente.

+in embargo, tampoco parece raonable limitar la potencia m2ima de un motor en demasa en prode conseguir e2celentes consumos, puesto que en ciertas ocasiones es estrictamente necesariodisponer de potencia para determinados esfueros tan puntuales como inevitables, tales comoadelantamientos y aceleraciones en pendiente. (e aqu donde el sistema hbrido toma su mayorinters.


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dems de la altsima eficiencia, la posibilidad de emplear los motores elctricos, e2clusivamente,durante un tiempo permite evitar la produccin de humos en situaciones molestas, como pore"emplo en gara"es.

#n conclusin, desde el punto de vista de la eficiencia energtica, el vehculo hbrido representa unavance importante tanto en la reduccin del consumo de combustible y de la contaminacin. +in

embargo, no todos son venta"as actualmente los costes de produccin de bateras, el peso de lasmismas y la escasa capacidad de almacenamiento limitan a!n su empleo generaliado.

#l gran problema actual con el que se encuentra el motor elctrico para sustituir al trmico en el

vehculo es la capacidad de acumulacin de energa elctrica, que es muy ba"a en comparacincon la capacidad de acumulacin de energa en forma de combustible. pro2imadamente, : Ag debateras puede almacenar la energa equivalente de :B gramos de combustible, si bien este clculono tiene en cuenta el escaso aprovechamiento energtico de esa energa en un motor decombustin, en comparacin con un motor elctrico. un as esto supone una barrera tecnolgicaimportante para un motor elctrico.

1os motores elctricos han demostrado capacidades de sobra para impulsar otros tipos demquinas, como trenes y robots de fbricas, puesto que pueden conectarse sin problemas a lneasde corriente de alta potencia. +in embargo, las capacidades de almacenamiento energtico en unvehculo mvil obligan a los dise0adores a usar una complicada cadena energtica multidisciplinar,e hbrida, para sustituir a una sencilla y barata cadena energtica clsica depsitoEmotorEruedas.1a electricidad, como moneda de cambio energtica, facilita el uso de tecnologas muy diversas, ya

que el motor elctrico consume electricidad, independientemente de la fuente empleada paragenerarla.


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