Transforma tu coche en un vehículo eléctrico
ForoCoches: Miembro
30-may-2008 16:02
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¿Cómo Funcionan los coches eléctricos? Queda prohibida cualquier reproducción del contenido de este artículo o parte de él sin consentimiento previo de su autor. Así mismo, queda prohibido también cualquier enlace a este texto desde cualquier lugar externo a forocoches.com. Corriente continua = CC = DC (en inglés Direct Current) Corriente alterna = CA= AC Dentro de este artículo: 1. Introducción al funcionamiento de los coches eléctricos 2.Un ejemplo de coche eléctrico 3.Dentro de un coche eléctrico 4.Motores eléctricos y baterías 5.Problemas de baterías 6.Carga de un coche eléctrico 7.El sistema de carga Magna 8.Hacer una conversión 9.Mucha más información 1. Introducción al funcionamiento de los coches eléctricos Los coches eléctricos son algo que aparece en las noticias todo el tiempo. Hay varias razones para el continuo interés en estos vehículos:
Un coche eléctrico es un coche alimentado por un motor eléctrico en lugar de un motor de gasolina. Desde el exterior, usted probablemente no tendrá idea de que un coche es eléctrico. En la mayoría de los casos, los coches eléctricos son creados convirtiendo un coche de gasolina, y en ese caso es imposible distinguirlos. Cuando usted conduce un coche eléctrico, a menudo la única cosa que puede darle pistas de su verdadera naturaleza es el hecho de que es casi silencioso.
Un coche eléctrico es, sin duda, un proyecto de cableado. Con el fin de obtener una sensación de cómo funcionan los coches eléctricos en general, vamos a empezar por mirar a un típico coche eléctrico. 2.Un ejemplo de coche eléctrico El coche eléctrico que vamos a utilizar para esta discusión se muestra a continuación:  Este vehículo eléctrico comenzó su vida como un coche normal de gasolina, es un Geo Prism del año 1994. Aquí están las modificaciones que lo convirtieron en un coche eléctrico:
 El controlador de 50 kW recibe 300 voltios de corriente continua y produce 240 voltios de Alterna trifásica. La caja que dice "U.S Electricar " es el controlador.
 La bomba de vacío es la del centro izquierda.
 Un cambio automático se utiliza para seleccionar adelante y atrás . Contiene un pequeño interruptor, que envía una señal al controlador.
 El calentador de agua
 El sistema de carga de 120/240-voltios  sistema de cargado inductivo Magna
 La "aguja de combustible" en un coche eléctrico puede ser algo tan simple simple como un voltimetro o algo más sofisticado, como un ordenador computadora que monitoriza el flujo de amperios y de las baterías. Todas las demás partes del automóvil son originales. Cuando te pones a conducir el coche, metes la llave y giras a la posición "ON". Pones el cambio en "Drive", pulsas sobre el pedal del acelerador y te vas. Funciona como un coche normal de gasolina. He aquí algunas estadísticas interesantes:
Es evidente que el "combustible" para los vehículos eléctricos cuesta mucho menos por kilómetro que para los vehículos de gasolina.Y para muchos, el alcance de 80 kilómetros por carga no es una limitación - el promedio de las personas que viven en una ciudad rara vez supera más de 50 o 60 kilómetros por día. Para ser totalmente justos, sin embargo, también hay que incluir el costo del reemplazo de la baterías. Las baterías son el eslabón más débil de los coches eléctricos en este momento. Un cambio de baterías para este coche cuesta alrededor de 1.300 euros. Las baterías durarán 30.000 kilómetros o así. Existe mucha expectación en torno a la tecnología de las pilas de combustible ahora mismo. las pilas de combustible resolverán el problema de las baterías (más detalles de las pilas de combustible más adelante). 3. Dentro de un coche eléctrico El corazón de un coche eléctrico es la combinación de:
 Un simple controlador de corriente continua conectado a las baterías y al motor de CC. Si el conductor pisa el pedal del acelerador, el controlador entrega los 96 voltios de las baterías al motor. Si el conductor quita su pie del acelerador, el controlador entrega cero voltios al motor. Para cualquier punto intermedio, el controlador hace entregas intermitentes de los 96 voltios miles de veces por segundo para crear una media tensión en algún punto entre 0 y 96 voltios. El controlador toma la energía de las baterías y la envía al motor. El acelerador se engancha a un par de potenciómetros "Pot-Box" (resistencias variables), y estos potenciómetros proporcionan la señal que le indica al controlador cuánta energía se supone que debe entregar. El controlador puede entregar la energía a cero (cuando el coche está parado), toda la energía (cuando el conductor pisa el pedal del acelerador), o cualquier nivel de potencia intermedio. El controlador en este caso ocupa gran parte de lo que ves cuando abres el capó, como se puede ver aquí: El controlador de 300 voltios y 50 kilovatios para este coche eléctrico es la caja marcada "U.S. Electricar ". En este coche, el controlador obtiene 300 voltios de corriente continua (DC) de las baterías. Los convierte en un máximo de 240 voltios de corriente alterna (AC), de tres fases, para enviar al motor. Esto se hace utilizando grandes transistores que rápidamente cambian el voltaje de las baterías de On a OFF para crear una onda sinusoidal. Cuando pisas el acelerador, un cable desde el pedal se conecta a estos dos potenciómetros:  Los potenciómetros se enganchan al acelerador y envían una señal al controlador. La señal de los potenciómetros le dice al controlador cuanta energía debe entregar a los motores de los vehículos eléctricos. En este ejemplo hay dos potenciómetros para una mayor seguridad. El controlador lee ambos potenciómetros y se asegura de que sus señales sean iguales. Si no es así, el controlador no funciona. Este método nos protege contra una situación en la que un potenciómetro falle y se quede en plena aceleración, o apretado a tope, etc..  Los cables gruesos (a la izquierda) conectan las baterías al controlador. En el centro hay un gran interruptor de encendido / apagado. El conjunto de pequeños cables de la derecha lleva las señales de varios termómetros situados entre las baterías, así como la energía para los ventiladores que mantienen las baterías frescas y ventiladas.  Aquí vemos los cables gruesos que entran y salen del controlador El trabajo de un controlador en un coche eléctrico (DC) es fácil de entender. Vamos a suponer que el paquete de baterías contiene 12 de 12 voltios, conectadas en serie para crear 144 voltios. El controlador obtiene 144 voltios DC, y los envía al motor de una manera controlada. Un controlador DC muy simple sería un gran interruptor de encendido / apagado conectado con un cable al pedal del acelerador. Cuando pisas el pedal, a su vez el interruptor se enciende, y cuando sueltas el pedal, lo apagas. Como conductor, tendrías que presionar y soltar el acelerador para que el motor se encienda y se apague y así mantener una determinada velocidad. Obviamente, este tipo conducción sería estúpida, por lo que el controlador hace las pulsaciones por ti. El controlador lee la situación del pedal del acelerador desde los potenciómetros y en consecuencia regula la potencia. Digamos que tienes el acelerador pisado hasta la mitad. El controlador lee los potenciómetros y hace que el motor esté la mitad del tiempo apagado y la mitad de tiempo encendido con unas interrupciones de corriente de miles de veces por segundo. Si tienes el pedal del acelerador pisado un 25 por ciento, el controlador manda impulsos de energía que mantienen el motor encendido el 25 por ciento del tiempo y apagado el otro 75 por ciento del tiempo (siempre con miles de pulsaciones por segundo). La mayoría de los controladores impulsan energía más de 15.000 veces por segundo con el fin de mantener las pulsaciones fuera del alcance del oído humano. Los pulsos de corriente hacen que la carcasa del motor vibre a esa frecuencia, de modo que a una pulsación de más de 15.000 ciclos por segundo, el controlador y el motor son prácticamente inaudibles a los oídos humanos.  Un controlador de AC se conecta a un motor de AC. Usando seis conjuntos de transistores de potencia, el controlador recibe 300 voltios DC y produce 240 voltios AC en 3 fases. Este controlador, además, incluye un sistema de carga para las baterías, y un convertidor DC-DC para recargar los 12 voltios de la batería de accesorios, por eso ocupa tanto espacio bajo el capó. En un controlador AC, el funcionamiento es un poco más complicado, pero es la misma idea. El controlador crea tres ondas pseudo-senoidales. Lo hace tomando la corriente de las baterías y emitiendo impulsos de encendido y apagado. En un controlador de CA, existe la necesidad adicional de invertir la polaridad del voltaje unas 60 veces por segundo. Por lo tanto, se necesitan seis conjuntos de transistores en un controlador de CA, mientras que sólo necesita un conjunto en un controlador de DC. La mayoría de los controladores DC utilizados en los coches eléctricos provienen de la industria de los montacargas eléctricos. El controlador AC Hughes que se ve en la foto de arriba es el mismo tipo de controlador de CA utilizado en el vehículo eléctrico EV-1 de la General Motors (el famoso vehículo eléctrico protagonista del documental "¿Quien mató al coche eléctrico?"). Puede entregar un máximo de 50.000 vatios al motor. 4. Motores eléctricos y baterías Los coches eléctricos pueden utilizar motores AC o DC :
Los motores DC tienen la característica de que pueden extralimitarse (hasta un factor de 10 a 1) durante cortos períodos de tiempo. Es decir, un motor de 20.000 vatios aceptará 100.000 watios por un corto período de tiempo y entregará 5 veces los caballos de su fuerza nominal. Esto es excelente para cortas aceleraciones. La única limitación es acumulación del calor en el motor. El exceso sobrecargará al motor y se calentará hasta el punto en que auto-destruya. Las instalaciones de AC permiten el uso de casi cualquier motor industrial de tres fases, con lo que se puede hacer la búsqueda de un motor con un determinado tamaño, forma o potencia nominal de forma mucho más fácil. Hasta el momento, el eslabón más débil en cualquier coche eléctrico son las baterías. Recuerda esto: "Tu coche eléctrico será tan bueno como lo sean tus baterías" . Existen al menos seis problemas importantes con la tecnología actual de baterías de plomo:
5. Problemas de las baterías Puedes sustituir las baterías de plomo por baterías Ni-MH. La autonomía del automóvil se duplicará y las baterías durarán 10 años (miles de ciclos de carga/descarga), pero el coste de las baterías hoy es más de 10 veces superior. En otras palabras, un paquete de baterías NiMH costará más de 12.000 euros en lugar de menos de 2.000 que cuestan las otras. Los precios de las baterías avanzadas caerá a medida que se vayan incorporando al mercado, por lo que en los próximos años es probable que los paquetes de baterías de NiMH y de litio-ion sean competitivas en comparación con las de plomo en lo que a precios se refiere. Los automóviles eléctricos tendrán una autonomía sensiblemente superior en ese momento. Los problemas con la tecnología de las baterías explican por qué hay tanta emoción en torno a las pilas de combustible. En comparación con las baterías, las pilas de combustible son más pequeñas, mucho más ligeras y recargables al instante. Alimentadas por hidrógeno puro, las pilas de combustible no tienen ninguno de los problemas ambientales asociados con la gasolina. Es muy probable que el coche del futuro será un coche eléctrico que obtiene su electricidad a partir de una pila de combustible. Casi cualquier coche eléctrico tiene otra batería aparte a bordo. Esta es la normal de 12 voltios de plomo que tienen todos los coches. Los 12 voltios de esta batería proporcionan energía para los accesorios, cosas como luces, radio, ventiladores, ordenador, airbags, limpiaparabrisas, elevalunas eléctrico y los instrumentos del interior del coche. Dado que todos estos dispositivos están hechos para los 12 voltios, tiene sentido desde el punto de vista económico para un coche eléctrico que se utilicen. Por lo tanto, un coche eléctrico tiene una batería normal de plomo de 12 voltios para alimentar todos los accesorios. Cuando el coche está encendido, los accesorios obtienen su energía del convertidor. Cuando el coche está apagado, obtienen la electricidad de los 12 voltios de la batería de accesorios, como en cualquier coche de gasolina. El convertidor DC-DC es normalmente una caja que va debajo del capó, pero a veces viene incorporado en el controlador del motor. 6.- Carga de un coche eléctrico Cualquier coche eléctrico que utiliza baterías necesita un sistema de carga para recargar las baterías. El sistema de carga tiene dos objetivos:
Cuando las baterías de plomo se encuentran en un bajo estado de carga, casi la totalidad de la corriente de carga es absorbida por la reacción química. Una vez que el estado de carga alcanza un cierto punto, alrededor del 80 por ciento de capacidad, más y más energía entra en calor y se hace la electrólisis del agua. Las electrolitos burbujean y esto es informalmente llamado "ebullición". Para que el sistema de carga pueda reducir al mínimo la ebullición, la corriente de carga debe acortarse en el último 20 por ciento del proceso de carga. Los más sofisticados sistemas de carga controlan el voltaje de la batería, la corriente y la temperatura en la batería para reducir al mínimo tiempo de carga. El cargador envía tanta corriente como pueda sin aumentar mucho la temperatura de la batería. Los cargadores menos sofisticados sólo pueden supervisar el voltaje o el amperaje y hacer algunas suposiciones acerca de las características de la batería. Un cargador de este tipo podría aplicar la máxima corriente a las baterías por encima del 80 por ciento de su capacidad y, a continuación, cortar la corriente y volver a unos niveles preestablecidos para cargar el 20 por ciento final, para evitar así un sobrecalentamiento de las baterías. El coche eléctrico del ejemplo en realidad tiene dos sistemas de carga diferentes : Un sistema que acepta de 120 voltios o 240 voltios de potencia de una toma normal de corriente eléctrica. El otro es el sistema inductivo de carga Magna popularizado por el vehículo GM / Saturn EV-1. Echemos un vistazo a cada uno de estos sistemas por separado. El sistema de carga normal en hogar tiene la ventaja de la conveniencia - en cualquier lugar donde puedas encontrar un enchufe, puedes recargar. La desventaja es el tiempo de carga. Un hogar normal de 120 voltios normalmente tiene un disyuntor de 15 amperios, lo que significa que la máxima cantidad de energía que el coche puede consumir es de aproximadamente 1500 vatios, o 1,5 kilovatios-hora por hora. Como las baterías de este coche necesitan normalmente de 12 a 15 kilovatios-hora para una recarga completa, pueden tardarse unas 10 a 12 horas para cargar el vehículo utilizando esta técnica. Mediante el uso de una toma eléctrica de 240 voltios (como las que existen en todas las casas de España), el coche podría ser capaz de recibir 240 voltios a 30 amperios, o 6,6 kilovatios-hora por hora. Esto permite que la carga sea significativamente más rápida, y pueden recargarse por completo las baterías en unas cuatro a cinco horas. En el coche del ejemplo, El tapón de llenado de la gasolina se ha eliminado y ha sido reemplazado por un enchufe. Basta con enchufarlo a la pared con un cable largo para que se inicie el proceso de carga.  Al abrir la puerta del tapón de llenado de gasolina se ve claramente el enchufe de carga. Primer plano del enchufe  Enchufa el coche en cualquier lugar para recargar. En este coche, el cargador está incluido dentro del controlador. En la mayoría de los coches caseros, el cargador suele ser un aparato aparte que va ubicado debajo del capó, o incluso podría ser una unidad independiente y encontrarse fuera del coche. En la siguiente sección vamos a echarle un vistazo al sistema de carga "Magna". continuará.... |
Editado: 11-jun-2008 15:57 -
ForoCoches: Miembro
30-may-2008 16:02
#2
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Post EN CONSTRUCCIÓN para reunir toda la información relevante que nos permita convertir nuestro vehículo en un coche totalmente eléctrico. ATENCIÓN! Despues de consultar a una compañía especialista en homologaciones de vehículos sobre la viabilidad de convertir un coche cualquiera a eléctrico, me han dado esta respuesta: "La legislación actual permite este tipo de cambios en los vehiculos matriculados en España, pero necesitamos mas datos, documentos o información del kit a instalar y de las modificaciones, con el fin de saber si se van a modificar mas partes fundamentales del vehiculo." OBJETIVOS (se irán actualizando según recopile más información): - Adaptar un coche de calle para que su funcionamiento sea totalmente eléctrico. - Autonomía mayor de 200 km (¿baterías de iones de Litio?). - Velocidad punta de 120 km/h - Coste menos de 10.000 euros (coche incluido) - Duración de las baterías: Al menos 3 años. - potencia suficiente para ir en autopista. - Consumo 1 euro por cada 100 kilómetros ¿será posible? Las características que tenía el coche GM EV-1 (el famoso coche del documental ¿Quién mató al coche eléctrico?) Eran estas:  Voltaje: sistema de 312 voltios Autonomía: 120 a 210 kilómetros Velocidad máxima: 130 kilómetros por hora Peso: 1300 kilos. Motor: Trifásico de corriente alterna, 137 CV de potencia Tracción delantera Baterías: 26 de 12 voltios NiMH o PbA Cargador: 220 voltios/30 amperios Coste: leasing COMPONENTES: - Motor eléctrico:  Advanced DC FB1-4001A FB1-4001A dual-shaft 72 a 144 voltios, 100 HP pico, diámetro de 9.1", Motor de corriente continua. 80 Kilos de peso. - Baterías:   Las baterías más comunes utilizadas hoy en las conversiones son las de ciclo profundo de plomo. Las de ciclo profundo se dividen en dos grupos: las baterías de células húmedas, y las baterías selladas, también conocida como válvula regulada de plomo ácido (VRLA). Las húmedas están disponibles en versiones de 6 y 8 voltios. Son baratas, se puede abusar un poco de ellas, y tienen una alta densidad de energía que hace que sean una buena elección para ganar autonomía. Pueden durar de tres a cinco años. En el aspecto negativo: son pesadas, hasta 70 libras cada una, y tienen una gran resistencia interna. Por la distancia que se puede recorrer con ellas y su coste son una buena apuesta. Las baterías selladas mas populares son de 12 voltios. Son más ligeras, tienen una baja resistencia interna y se puede instalar en varias posiciones. Por otro lado son caras, tienen una vida útil más corta y de alcance limitado (menor autonomía). Para aumentar autonomía se pueden poner cadenas en paralelo, lo que aumenta la capacidad de amperios/hora. 12 baterías de 12 Voltios de clico profundo conectadas en serie nos ofrecen 144 voltios. Ciclo profundo para que puedan soportar su descarga mucho mejor que una bateria normal. Las baterías de 6 voltios son mejores para obtener una autonomía mayor, ya que tienen una mayor densidad de energía. Llegados al tema de las baterías, hay que centrar esfuerzos en las de iones de litio, ya que son las que mayor duración ofrecen y pesan mucho menos que las demás. Lo malo su precio, pero estoy seguro que en alguna parte se pueden comprar baratitasss... - Cargador para las baterías: - Cargador para las baterías: Zivan NG3 16 Amperios  un ejemplo Zivan NG3 16 Amp onboard charger. Va dentro del coche para que solo se necesite enchufarlo a la corriente con un enchufe normal y corriente. - potenciómetro   Potenciómetro - Potbox (Potentiometer) también llamado Throttle Box El potenciómetro es un dispositivo que se conecta entre el controlador de motor y el acelerador, va unido con un cable al pedal del acelerador. Es el acelerador del coche, funciona como un mando de escaléxtric. - Adaptador: Acople del motor a la caja de cambios:  Adaptador - Adaptor plate El adaptador acopla el motor con la transmisión. Suele construirse con una placa de aluminio macizo de media pulgada de grosor y está agujereado con los hoyos donde irán los tornillos para acoplar motor y transmision. En teoría habría que llevar el motor eléctrico y la caja de cambios a algún lugar donde puedan hacer la pieza que los acople. - Sujeciones para el motor. Habrá que hacerlas a la medida. - Sujeciones para las baterías. Hacerlas a medida. - Controlador del motor:  Curtis 1231C Controller  Controlador del motor - DC Motor Controller El controlador regula la corriente que va al motor. E él se conectan el motor y el potenciómetro. - Cables para las baterías:  - Caja de control (Control Box):  Donde irán alguna partes eléctricas como el cortacorrientes. Dentro de la caja tendremos: - Main Contactor: Contactor Principal - Circuit Breaker: Cortacorrientes - KSI Relay: Relais del KSI (serán fusibles supongo) - Heater Relay: Relais del Calentador (será otro fusible) - Main Fuse: Fusible principal - Shunt: Desviación? Interruptor principal - Main Contactor Es un relé eléctrico que sirve para el mismo propósito que la llave de contacto de un coche normal, cuando la llave se pone en posición de arranque el interruptor cierra el circuito para dejar que la corriente pase al controlador del motor.  Interruptor de emergencia - Circuit Breaker Es un dispositivo de seguridad que apaga todo el sistema durante una emergencia. se instala bajo el capó y puede ser encendido y apagado desde la posicion del conductor por medio de un cable. Mucha gente usa la palanca del "aire" de los coches viejos para conectarlo.  Fusible principal - Main Fuse El fusible principal protege a todo el sistema de picos de tension, se suele instalar uno por cada grupo de baterías.  Regleta - Shunt Una regleta se coloca en serie como medio para conectar metros de cable. Están disponibles en diferentes tamaños para configuraciones de alta y baja potencia. Bloqueador de carga - Charger interlock Es un relé que mantiene el circuito abierto (abierto = apagado, Cerrado= encendido) para que nadie pueda conducir el coche mientras este se encuentre enchufado para recargarse.  Conversor de Corriente contínua DC/DC converter El conversor funciona de forma similar a un alternador de coche normal. Carga la batería de 12 voltios que se usa para las luces, y demás sistemas eléctricos del coche. El resto de baterías se usan solamente para alimentar el motor eléctrico. El conversor pasa corriente del sistema de baterías del motor para cargar la bateria accesoria. COMPONENTES OPCIONALES: - Calentador de aire. |
Editado: 01-jun-2008 14:55 -
ForoCoches: Miembro
30-may-2008 16:03
#3
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reservado para el progreso de conversión. Sip, había un post igual en otra sección, pero ha sido sustituido por este. |
Editado: 01-jun-2008 17:38 -
Por que todas son tan...
30-may-2008 16:09
#5
Yo tambien pillo sitio, creo que a mas de uno nos interesa mucho
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Editado: 30-may-2008 16:11 -
socio nº60
ForoCoches: Miembro
30-may-2008 17:23
#10
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Muy buena intencion pero..... Si a la gente ya le cuesta cambiar el aceite del coche o el tambor del freno ya me diras tu decirle que hagan todo eso. |
ForoCoches: Miembro
30-may-2008 17:27
#11
No se lo que va a hacer la "gente", pero si se lo que voy a hacer yo. Esto es un resumen de la información que necesito para hacer mi propia conversión, una vez que tenga la información suficiente, los precios y sabiendo que el proyecto puede alcanzar mis objetivos, me pondré manos a la obra. si sale bien pues perfecto y si no sale bien pues habré aprendido un montón de cosas. 
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ForoCoches: Miembro
30-may-2008 18:01
#12
| como q el señor gobierno t va a dejar hacer eso, no pasarías la itv ni escondido, no ves q no les sería rentable?, idea DENEGADA |
Novus Ordo Seclorum
30-may-2008 18:15
#13
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- Coste menos de 10.000 euros (coche incluido)
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ForoCoches: Miembro
30-may-2008 18:15
#14
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sitio!!!!! Muy interesante............ hasta q las petroleras le compren la patente, y la entierren para q nosotros sigamos consumiendo petroleo. |
Con mi presencia estelar.
30-may-2008 18:17
#15
| uff la idea es buena pero yo ahi veo problemas por todos lados, que pasa con el desarrollo de marchas?, cuanto tarda en cargar la bateria?, como funcionaran luego el servofreno, direccion asistida aire acondicionado? no se usaran?. |
ForoCoches: Miembro
31-may-2008 19:57
#21
| yo tengo un proyecto parecido para mi clio. Empezare este verano a ver que tal te va ti. |
ForoCoches: Miembro
01-jun-2008 17:40
#24
| Intentaré poco a poco ir terminando el apartado sobre como funcionan los coches eléctricos para que tengamos una visión general. |
ForoCoches: Miembro
01-jun-2008 17:49
#26
| No hay problema con la homologación, la ley actual permite hacer el cambio. Solamente necesito dar una información mas específica a los ingenieros de las modificaciones del vehículo para que me den un presupuesto. |
