Ian Luca Rosales Mendoza, Jesus Eduardo Serratos Salina
Este proyecto tiene como finalidad presentar las diferencias de un auto eléctrico y un auto de combustion asi como su tipo de energía de cada uno además de cómo beneficia el auto eléctrico al medio ambiente también comentaremos de la invención del auto eléctrico como el autor lugar de elaboración y muchos datos interesantes por último se hablará de su ingeniería y mantenimiento del auto eléctrico.
Los automóviles particulares generan el 18% de las emisiones de CO2, principal gas causante del efecto invernadero y también por otros gases como benzopirenos,anhídrido sulfuroso, compuestos de plomo, etc.
Invención del automóvil
En 1897 la compañía London Electric car inaugura un servicio con vehículos eléctricos donde ya se utilizan baterías secundarias de Plomo-Ácido, que acababan de ser desarrolladas por Tudor. El motor eléctrico tenía 2,24 kW y la batería 40 celdas, alcanzando una distancia de 80 km entre cargas. En este mismo año la compañía Krieger prueba sus primeros vehículos en Paris.
En 1899 se crea en USA la Electric Company, que es la primera industria de fabricación de automóviles a gran escala. Esta compañía produce en 1904 una serie de 2.000 taxis eléctricos que se emplean en Nueva York, Chicago y Boston. En estos años la compañía francesa BGS Electric Car construyó coches y autobuses con baterías fabricadas por ellos mismos.
En estas fechas Jungner desarrolla la batería alcalina de Níquel-Hierro que son rápidamente incorporadas al vehículo eléctrico, llegando a obtener en un vehículo de la firma American Werly Run una duración de 12 horas y un recorrido de 148 km antes de quedar la batería descargada.
En 1900 existen más de medio centenar de plantas de automóviles produciendo un total de 4.000 coches; en esta época convite las tres tecnologías: motor de vapor, motor eléctrico y motor de gasolina. Inicialmente el motor de gasolina fue mal aceptado debido al elevado nivel de ruido y vibraciones; tampoco gustaban las frecuentes paradas para añadir el agua que requería el motor de vapor.\
En 1906 la compañía Buffalo Electric Carriage llega a vender 34.000 vehículos de un modelo de dos plazas, que alcanzaban una velocidad de 48 km/h.
El año 1912 es el de máxima difusión del vehículo eléctrico, con avances que permiten mejorar las prestaciones, como es el caso del modelo fabricado en Chicago por la compañía Woods con cubiertas de goma maciza, que llegó a alcanzar una velocidad de 60 km/hr.
En 1920 las prestaciones del VCI superan netamente a las del VE. Henry Ford apuesta por el vehículo de gasolina al que ve con mejor posibilidad de desarrollo de reducción de costos.
A partir de este año y hasta mediados de los años sesenta el VE pasa al olvido.
Pero en esta década la sociedad toma conciencia de los problemas de contaminación provocados por los automóviles en las grandes ciudades y empiezan las primeras recomendaciones del uso del vehículo eléctrico como solución a este problema.
En 1970 empiezan en diversos países los primeros programas de demostración como furgonetas y autobuses eléctricos, con financiación de los gobiernos.La crisis del petróleo de esta década incrementa el interés por las energías renovables y también por el vehículo eléctrico como alternativa para el ahorro de consumo de petróleo.
La ventaja que tiene la gasolina, desde el punto de vista de la densidad de energía sobre otras fuentes de energía, requiere un esfuerzo de las partes implicadas para poner de manifiesto las ventajas del VE y realizar los desarrollos tecnológicos que reduzcan las diferencias en prestaciones y precio entre los vehículos actuales y los electricos.
En 1976 se presenta en USA la primera Ley Pública para la investigación, desarrollo y demostración del vehículo eléctrico e híbrido. Desde este año y hasta el final del presente siglo, son numerosas las iniciativas tanto de organismos oficiales como del sector privado para hacer que el vehículo eléctrico sea una realidad.
Ingeniería del automóvil
Motor eléctrico: Se trata de un motor asíncrono, de 102 kW, similar en diseño a los que se utilizan en algunos electrodomésticos. Está controlado por ordenador y ha sido desarrollado teniendo en cuenta los requerimientos de bajo peso, alta eficiencia y operación silenciosa necesarios para esta aplicación. Su peso ( 70 kg) es inferior a la tercera parte de un motor de inyección comparable y no requiere ningún mantenimiento rutinario durante toda su vida en servicio (estimada en más de 150.000 km). El par es máximo a cero rpm, lo que proporciona una excelente aceleración en la arrancada, alcanzando los 100 km/h en menos de 9 segundos, con una velocidad máxima de 125 km/a 13.000 rpm. Además de proporcionar la potencia necesaria para la tracción en ambos sentidos, tiene un papel muy importante en el frenado regenerativo y posee un mecanismo de bloqueo en reposo.
Módulo de control: Actúa como el verdadero cerebro del vehículo, filtrando la corriente continua a 312 V c/c suministrada por la batería y transformándola en corriente alterna trifásica mediante seis módulos de potencia que utilizan una tecnología avanzada de transistores bipolares de estado sólido. El módulo de control recibe una gran variedad de señales y comandos del conductor que debe analizar y convertir en las correspondientes órdenes a los módulos de potencia. Así por ejemplo, al pisar el acelerador envía una señal a los módulos de potencia que a su vez suministran la corriente adecuada al motor. Cuando se acciona el freno, convierte temporalmente el motor en generador eléctrico devolviendo la energía a la batería.
Batería: El vehículo EV1 va equipado con una batería de plomo regulada mediante válvula, que utiliza la tecnología de recombinación de gases para evitar la pérdida de electrolito durante la carga o en caso de accidente, ya que este se encuentra retenido en un separador de microfibra de vidrio que evita cualquier derrame. Las dimensiones externas de los módulos individuales han sido ajustadas al espacio disponible dentro de una cavidad en forma de T en el interior del vehículo. Dispone de un sistema de seguridad que desconecta el sistema de alto voltaje en el caso de cualquier problema de tipo mecánico, puede ser cargada sin ventilación y ha demostrado que puede proporcionar un rango útil adecuado (entre 100 y 150 km) que podrá ser aumentado cuando se disponga de tecnologías más avanzadas como el níquel-hidruro.
Cargador: la carga se realiza mediante acoplamiento inductivo que no precisa de conexiones eléctricas, sino que el usuario inserta una raqueta en una ranura habilitada en el vehículo que transfiere la energía del cargador externo del vehículo, donde se transforma en corriente continua para cargar la batería. Este sistema, basado en el principio de la inducción electromagnética utilizada durante décadas en los transformadores, puede proporcionar hasta 160 kW, lo que permitiría una carga rápida en solo unos minutos. El cargador incorporado en el vehículo es de 6,6 kW 220V suficiente para una carga completa en unas tres horas, aunque también existe la posibilidad de un cargador de 1,2 kW 120V para realizar la carga nocturna en unas 15 horas, en aquellos hogares que solo dispongan de este tipo de conexión eléctrica.
Chasis: Con el fin de conseguir la máxima eficiencia, los componentes de la dirección, suspensión y freno deben cumplir su función con un consumo de energía mínimo. Gran parte de estos elementos están realizados en aluminio para disminuir su peso. Los matemáticos, por su parte, están diseñados especialmente para reducir la resistencia a la rodadura en un 25 por 100 y la presión de inflado se controla de forma continua comparando la velocidad de las cuatro ruedas.
El sistema de frenado combina mediante un microprocesador las actuaciones del freno hidráulico y eléctrico. Un par de transductores de presión informan al módulo de control de cuán fuerte ha sido presionado el pedal y esta información se transforma en señales eléctricas para determinar la porción de frenado regenerativo que debe utilizarse en cada caso. Los tambores del freno están realizados en un material compuesto de aluminio y de carburo de silicio, lo que permite ahorrar peso.
Consumo energético: Los costos de explotación comparados en el ciclo urbano son claramente favorables a los del vehículo térmico. Los modelos más recientes están aproximados a 0,1 kWh/km en zona urbana, mientras que un vehículo de motor térmico con cilindrada media consume alrededor 0,11/km, lo que supone un costo tres veces superior a los precios actuales del combustible.
Balanza Comercial: El tipo de combustible supone un factor de independencia energética, especialmente en Europa y Japón, ya que el transporte por carretera depende actualmente de su totalidad de las importaciones de petróleo, mientras que algunos países como Francia utilizan un 2 por 100 de petróleo para la producción de energía eléctrica.
Polución atmosférica: En la zona de utilización, el vehículo eléctrico es de emisión nula: no emite ningún desecho tóxico a la atmósfera. Esto es igualmente cierto en la cadena de producción de energía eléctrica proveniente de las centrales hidráulicas, nucleares y renovables pero no así cuando esta procede el carbón o petróleo no obstante, teniendo en cuenta las distintas fuentes de energía primaria y su utilización relativa a los distintos países del mundo, globalmente se producirá una reducción de los agentes contaminantes con la introducción del vehículo eléctrico.
Ruido: El motor eléctrico funciona sin explosion de gas, por lo que es particularmente silencioso en la arrancada. El nivel sonoro que provoca el vehículo es diez veces inferior cuando se utiliza la transmisión eléctrica.
Confort: Aparte del silencio ambiental, la conducción de un vehículo eléctrico se caracteriza por una gran elasticidad. Gracias a su variador electrónico de velocidad, permite circular sin las variaciones bruscas que se producen al pisar el acelerador de los vehículos eléctricos.
Mantenimiento: Contrariamente al motor térmico, el motor eléctrico no lleva prácticamente piezas de desgaste. Además, no es necesario realizar cambio de aceite, tubo de escape o cualquier otro elemento típico del motor de explocion.
Duración: Un motor eléctrico tiene una vida estimada del orden de un millón de kilómetros, lo que supone una longevidad alrededor de cinco veces superior a la de un motor térmico clásico.
Reciclabilidad: Este punto concierne
especialmente a las baterías que actualmente (tanto las de plomo-ácido como las de níquel- cadmio), son totalmente reciclables. Las baterías avanzadas, en desarrollo, deben desarrollar sus propios procesos de reciclado para mantener el alto grado de recuperación de materiales que poseen los vehículos eléctricos, estimado en más del 90 por ciento.
Costo de adquisición: Es aproximadamente un 25 por ciento más cara que un vehículo térmico, sobre costo que se debe principalmente a las baterías, pero también a las pequeñas series de producción que no permiten aún beneficiarse de las economías de escala que disfrutan los vehículos actuales. Por esta razón, algunas compañías están comercializando los vehículos en la modalidad de alquiler con opción de compra.
Potencia: Debido a la limitación de energía por unidad de peso que imponen las baterías, el vehículo eléctrico está diseñado generalmente para uso que no requieran una potencia muy elevada. No es, sin embargo, una limitación insalvable, ya que algunos vehículos han sido diseñados especialmente teniendo en cuenta las prestaciones del motor eléctrico, que no son limitantes en cuanto a potencia disponible.
Aceleración: Los vehículos térmicos y convertidos a tracción eléctrica necesitan generalmente un tiempo superior para alcanzar su velocidad máxima, pero al igual que en el caso anterior se trata de una limitación que viene impuesta por las propias baterías. No se da esta limitación en algunos vehículos diseñados especialmente para competir en prestaciones con los equivalente térmicos, como es el caso del modelo EV1 de General Motors o el prototipo FEV desarrollado por Nissan.
Velocidad Máxima: La velocidad está íntimamente ligada a los propios orígenes del automovilismo, incluso cuando a finales del siglo pasado, un automóvil eléctrico batió el récord de velocidad sobrepasando los 100 km/h por primera vez en la historia. Posteriormente, como es bien conocido, los vehículos térmicos convencionales han duplicado e incluso triplicado este límite, mientras que no tienen mucho sentido diseñar vehículos eléctricos que permitan alcanzar más allá de los 120 km/h.
Autonomía: La principal desventaja de los vehículos eléctricos viene determinada por las baterías, que apenas pueden almacenar 50 WH de energía por kilogramo, mientras que un litro de gasolina contiene el equivalente a 7.5 kWh de energía, es decir, hasta 10000 Wh/kg. Ello se traduce en una autonomía de hasta 1000 kilómetros para el vehículo térmico, mientras que apenas pueden alcanzarse los 100 kilómetros en la mayoría de los vehículos eléctricos actuales. Los programas de investigación y desarrollo tienen como principal objetivo la mejora de la energía específica de las baterías, ya que en la mayor parte de las aplicaciones se considera impredecible alcanzar los 300 kilómetros de autonomía para hacer visible la introducción de los vehículos eléctricos.
Tiempo de recarga: Un surtido de gasolina permite recargar completamente el depósito en 5 minutos, mientras que se necesitan varias horas para recargar la batería aunque la tecnología ha avanzado considerablemente en este aspecto pudiendo recargarse algunos tipo de baterías en tiempo inferiores a una hora, las limitaciones del costo e infraestructura necesaria impiden igualar las condiciones claramente ventajosas en las que se desenvuelve el vehículo térmico.
Seguridad del cargador: Se debe de tener cuidado al conectar el cargador al vehículo, ya que son corriente eléctricas y puede provocar algún accidente.
Cargador externo al vehículo: Se utilizan principalmente en furgonetas, camiones y autobuses, así como para la carga rápida. Es esencial conectar la tierra con el chasis del vehículo durante la carga para evitar situación de peligro en caso de fallo.
Seguridad en el mantenimiento: El usuario debe protegerse cuando realiza las operaciones habituales de mantenimiento como por ejemplo el lavado del vehículo o al rellenar el liquido del limpia parabrisas y el personal que realiza reparaciones debe tener en cuenta las diferencias con los vehículos habituales y debe desconectar la batería siempre que realice cualquier intervención al sistema eléctrico.
Dar a conocer a la gente sobre los beneficios del auto eléctrico sobre el medioambiente.
Se eligió este tema porque a través del tiempo han existido muchos cambios en los autos como por ejemplo el auto eléctrico ya que este medio de transporte es más favorable para el medio ambiente y puede ser el único carro que se use en el futuro.
Si damos a conocer los beneficios ambientales que se producen al adquirir un auto eléctrico entonces la población podrá tener mayores opciones.
Método.
Investigación documental: Se visitaron las bibliotecas José Vasconcelos y la biblioteca México en las cuales consultamos algunos libros relacionados con el tema.
Obtuvimos la siguiente información:
El auto eléctrico
Los autos eléctricos son vehículos impulsados por uno o más motores eléctricos que se alimentan de la energía almacenada en una batería eléctrica,En 1888 apareció en Alemania el que se considera el primer coche eléctrico.
Beneficios del auto eléctrico en el ambiente
Los beneficios del auto eléctrico en el ambiente son que disminuyen los gases de efecto invernadero tanto del vehículo como en los mecanismos involucrados en su producción y reducen la emisión del CO2.
Empresas que comercializan el auto eléctrico
1-. BMW
2-. Chrysler
3-. Daihatsu
4-. Fiat
5-. Ford
6-. General Motors
7-. Honda
8-. Mercedes
9-. Mitsubishi
10-. Nissan
11-.PSA
12-.Renault
13-. Seer Volta
14-. Toyota
15-. Volvo
16-. Volkswagen
17-. Tesla
Investigación de campo: Se realizó una entrevista a Guillermo Serratos Romero trabajador de la planta de Ford Cuautitlan Izcalli en la cual en este momento se encuentran fabricando el auto eléctrico mustang mach e. Además de esto se realizó una visita a la planta de ensamble y estampado Ford Cuautitlan Izcalli.
1.¿Qué es el auto eléctrico?
3.¿Cuáles son los beneficios del auto eléctrico hacia el medio ambiente?
4.¿Qué diferencias hay entre un auto eléctrico y un auto convencional?
5.¿A partir de qué año se empezó a fabricar el auto eléctrico?
6.¿A partir de qué año se empezó a comercializar el auto eléctrico?
8.¿Cuánto es el tiempo de carga de un auto eléctrico?
10.¿Cuánto tiempo de vida útil tiene una pila de auto eléctrico?
Con base a la entrevista que obtuvimos con el Sr Guillermo Serratos Romero trabajador de la planta de ensamble y estampado Ford Cuautitlán Izcalli y la visita a esta misma planta se obtuvo como resultado que el auto eléctrico es un vehículo que pretende reemplazar a los autos de combustión además este vehículo funciona a base de motores alimentados a base de Litio también el auto eléctrico no emite ruidos, humos y evita la contaminación por último nos mencionó que el primer auto eléctrico en el mundo fue en el año 1888 no se sabe si es ese año pero se construyó en Alemania y el primer auto eléctrico en comercializarse fue en el año 1975 aunque no tuvo mucho éxito hasta estos últimos años con la nueva tecnología por último se habló sobre el tiempo de carga de un auto eléctrico el cual para poder obtener 100% se tarda un promedio de 1 hora y rinde 600 km por una carga de 90% y la vida de una batería de Litio tiene una duración de hasta 1 millón de km dándole un uso correcto.
Se aprendió que es el auto eléctrico, sus beneficios en el ambiente y los materiales que los componen así como las diferencias que hay entre este y un auto de combustión y con esto se lleva a la conclusión que el auto eléctrico será el reemplazo del auto de combustión y se convertirá en el futuro auto.
