El Mini clásico eléctrico, empieza su parto.

Seria engañar si decimos que este parto ha venido fácil, pero esperamos que venga con un pan bajo el brazo para el planeta y sobre todo para nuestras ciudades. El nuevo Mini clásico, esta a punto de nacer.

Al principio del embarazo, las complicaciones venían con la homologación, donde los laboratorios insistían en cada ensayo de nuestro prototipo (en este caso con el Renault Twingo) que hiciéramos mucho reposo, que tuviésemos paciencia, que había que descansar y dejar pasar el tiempo. Para despues de mucho esfuerzo y gasto, conseguimos homologar.

Luego vino la ITV, que nunca habían visto un parto así, y empezaron a sufrir el pánico de lo desconocido para no asistirnos en el parto con excusas como, es que la documentación no esta impresa en el color de la tinta al que estamos acostumbrados, y similares.. pero después de mucho mas esfuerzo, logramos llegar a un acuerdo y usar la tinta y el tipo de papel requerido.

Mas tarde, vienen mas complicaciones en las siguientes semanas de embarazo con las baterías, donde hace tiempo la Unión Europea sacó un nuevo reglamento R100, para avisarnos que las baterías ya no podían instalarse sin homologar en los vehículos eléctricos en toda Europa. Y todos los fabricantes de la UE, a la cola para homologar sus baterías, asi que una vez mas paciencia, que no podemos atender a todo el mundo. La sanidad primaria colapsada de baterías sin homologar. Pero conseguimos por fin, baterías homologadas.

Pues el parto esta a punto de llegar, y con todo lo necesario nos disponemos a dar a luz un precioso Mini clásico propulsado por un motor eléctrico.

Tal y como llevamos haciendo en los últimos tiempos, seguimos agrupándonos por modelos de coches que queremos convertir a eléctricos. El Mini es el grupo mas grande, con 112 interesados al momento de publicar este artículo. Así que empezamos.

Estamos en fase de diseño, con lo que las características todavía están en juego, pero seguramente tendrá un sistema de 90V, con un motor eléctrico alrededor de los 25Kw, un paquete de baterías de unos 20Kw y con toda la esencia del Mini, listo para circular con su pegatina cero emisiones.

Técnicamente todavía cambiaran aspectos, pero a grandes rasgos así sera.

¿Y cuando costara?. Pues esperemos que sea lo mas asequible para los amantes del Mini clásico, y esperemos también que para cuando el kit este homologado y disponible, el gobierno haya sacado mas ayudas para la conversión de vehículos a eléctrico de lo que ya a publicado. A ver si es posible que ayuden con 7000€ tal y como hacen con los vehículos eléctricos nuevos, con la diferencia que nuestros convertidos y reciclados han usado mucha menos energía para ser paridos.

¿Y para cuando estará listo?. Pues calculamos un parto rápido pero con grandes dolores. Entre 3 y 6 meses el prototipo diseñado y funcionando, mas otros 3 a 6 meses para homologar el kit. Con lo que esperemos que no mas de un año los kits estén disponibles para disfrutar, o por toda España o por toda Europa.

Cursos, cuantos más, mejor.

Después del parón por la pandemia del Covid19, por fin se pueden organizar cursos con la precaución suficiente para que sean seguros.

Necesitamos cuantos mas talleres y aficionados involucrados mejor, la única manera de que esta industria que lleva ya unos 7 años en España pueda desarrollarse, es que muchos mas talleres y empresas de ingeniería se lancen a convertir vehículos.

Próximos cursos de conversión de vehículos a eléctrico orientado a mecánicos, talleres, estudiantes de ingeniería o aficionados a la conversión.

Serán 12 horas durante el fin de semana, muy intensas, así que vente con toda la energía e ilusión, porque te iras con todo el conocimiento necesario para poder empezar un proyecto de conversión de vehículos.

Las fechas serán a principios de mes y durante el fin de semana.

Conversión democratizada.. Resultado de la encuesta sobre el modelo favorito.

Como muchos sabréis, para que la conversión de vehículos a eléctrico sea viable y económica en España se han de convertir varios vehículos del mismo modelo, esto hace que agrupándonos varios interesados podamos reducir gastos en componentes, baterías, homologación y diseño.

Este es el resultado de la encuesta sobre los 9 modelos mas deseados para convertir.

Homologar en España.. el gran paso.

Muchas de las inquietudes de nuestros visitantes y aficionados a la conversión de vehículos a eléctricos son las homologaciones. Lo primero que debemos saber es que aunque la gran parte de las conversiones siguen un patrón común, si bien, las certificaciones para cada una de las reformas que se hace son distintas, ya que puede o no afectar un determinado aspecto regulado por una directiva.

Por ejemplo: Todos los vehículos que se conviertan deberán de llevar un banco de baterías, pero puede que uno necesite un banco pequeño, de 70Kg de baterías, que pueda ir en el maletero, sin contacto alguno con el habitáculo de pasajeros y donde no se haya modificado el chasis ni la distribución máxima de masas por eje. Mientras que otro sea de 250kg, y cambie la distribución máxima por eje permitida para ese modelo en particular. En este caso, puede que uno necesite una simple certificación de que el bloque de baterías no excede la distribución máxima, mientras que el otro deba de llevar un ensayo adicional, según el laboratorio lo requiera.

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Dimensiones físicas del prototipo Renault Twingo.

Esto es solo un ejemplo para hacer saber, que cada conversión es un mundo, y que mientras unas conversiones pueden necesitar unas certificaciones y por tanto unos ensayos, otras no. Por lo que es necesario analizar exhaustivamente cada conversión, diseñarla teniendo en mente la homologación y las reformas a hacer, y como regla general podemos aconsejar que se toque o manipule el vehículo lo menos posible, que se mantengan los pesos preestablecidos por el fabricante, intentar poner un motor de potencia similar, etc.

Hay unos cambios clásicos que siempre se tendrán en cuenta a la hora de certificar la reforma:

Sustitución del motor de combustión por uno eléctrico, como ejemplo se muestra una ilustración de la reforma a nuestro prototipo usando un Reanult Twingo.

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Eliminación del deposito de combustible.

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Adición de un banco de baterías.

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Este es un ejemplo de las modificaciones clásicas, aunque normalmente se hacen muchas mas, el paso de cables de alta tensión, la eliminación del alternador, la adición de una bomba de vacío para el sistema de freno, y todas y cada una de estas reformas necesita ser certificada en España por un laboratorio competente y designado por el ministerio de Industria.

Veamos entonces que nos encontramos a la hora de la verdad.

Introducción a los procedimientos y legislación española.

Toda pequeña o mediana empresa que necesite trabajar con normativa, sin ser esto su día a día, sabe que es una labor compleja, tediosa y muchas veces algo confusa.

La legislación debería definir procesos, procedimientos, requisitos, derechos y deberes, pero de una manera inteligible para aquéllos a los que está dirigida: los ciudadanos.

Cuando comenzamos a buscar la legislación relacionada con esta materia, elektrun fue descubriendo poco a poco el entresijo de textos legales que aplican. Por supuesto, muchos de ellos son antiguos, y por necesidad se han ido renovando, el problema es que las menciones a textos ya derogados son constantes. La única opción para no perderse al final es hacerse un mapa:

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Por fin llegamos al RD 866/2010, que se encarga de la tramitación de reformas realizadas a los vehículos después de su matriculación. Este es nuestro caso. En este RD se tipifican las reformas, que más tarde son desarrolladas y concretadas en el Manual de Reformas. Por fin vemos la luz, pero en realidad, es sólo el principio. Este manual de reformas, lista todas las reformas consideradas de importancia en cada uno de los tipos de vehículos tipificándolas en lo que llama Códigos de Reforma, indicando las normativas o Actos Reglamentarios a aplicar para su tramitación, el tipo de aplicación de los mismos, documentación necesaria así como pruebas específicas en la inspección técnica si las hubiere.

En cuanto a la documentación, tenemos tres puntos clave: proyecto técnico, certificado de conformidad de servicio técnico de reformas autorizado y certificado del taller que ha realizado la reforma. ¡No parece muy complicado!

¿Y por qué decimos que llegar al Manual de Reformas es sólo el principio? Porque este documento remite a la legislación europea en vigor. Cuando ya nos habíamos acostumbrado al BOE, entramos en el EUR-Lex! De nuevo decenas de normativas, muchas de ellas en proceso de actualización.

Uno de los mayores inconvenientes aparece al ser estas normativas las que se aplican en la fabricación de nuevos vehículos. Fueron creadas para asegurar que los vehículos fabricados en Europa cumplen una serie de requisitos en cuanto a seguridad y medio ambiente se refiere principalmente. Partimos de un supuesto diferente al nuestro: no somos fabricantes de vehículos, simplemente queremos transformar algunas de las características de un vehículo ya existente. Esto hace que no siempre sea trivial aplicar los requisitos a nuestro caso, y que otras no esté claro si en realidad hay que hacerlo. Por supuesto estamos de acuerdo en que hay que asegurar que la reforma no actúe en detrimento de la seguridad.

Este inconveniente se hace más patente cuando la práctica de la transformación de vehículos en España no está muy extendida. En realidad se pueden contar los coches que han sido transformados y legalizados. Esto implica que los organismos oficiales y de consulta no siempre sean capaces de darte la información correcta, porque no se han visto en la tesitura anteriormente y tampoco saben cómo proceder. Hablan de homologación de un vehículo cuando en realidad no queremos homologar, sino certificar la reforma para poder obtener un permiso de circulación. En última instancia es lo mismo, legalizar el vehículo para su circulación, pero entendemos que el segundo debería ser un proceso más ¿sencillo? Como anécdota, cuando comenzamos a pedir presupuestos a los servicios técnicos de reformas autorizados, nos incluyeron entre las pruebas a realizar un test de choque.

Bien, de los tres documentos clave, el certificado de conformidad es el más difícil de obtener. No porque sea compleja su obtención, sino por la falta de claridad y el alto presupuesto necesario. De nuevo, nos tratan como fabricantes, pero no lo somos: ¿cómo vamos a plantearnos legalizar la reforma si los test necesarios para obtener el certificado de conformidad cuestan del orden de 30000€ (según IDIADA)? Un mero test y un trámite, cuyo coste debía ser simbólico para fomentar y favorecer la transformación de vehículos es el obstáculo mayor encontrado en todo el proceso. ¿La burocracia frena el avance tecnológico? Nos han explicado que el test de compatibilidad electromagnética es complejo, y el equipo necesario muy caro, pero, ¿tanto?

Conclusiones.

Es obvio que una reglamentación y normativas hacen falta para cualquier conversión o modificación de vehículos, no solo para asegurar la seguridad sino para asegurar la estandarización y uniformidad en las modificaciones. Paradójicamente, lo que se ha hecho con estas normativas, produce justamente el efecto contrario, la desinformación y la no uniformidad en los procedimientos, en los precios y en las normativas. Donde unos laboratorios te pueden exigir un proyecto firmado otros no, mientras que la normativa pueda exigirlo o no.

Por otro lado las normativas no están actualizadas a la tecnología vigente. Como ejemplo, podemos referirnos al reglamento 100, donde hace un exhaustivo hincapié en el estándar de nivel de H2 producido por el banco de baterías, cuando hoy en día , en la industria No se usan baterías de plomo que son las que generan este H2.

Los precios, son desorbitados. ¿Qué ocurriría si cada dueño de un vehículo tuviera que pagar 15000€ para pasar la ITV?. Pues que no habría apenas vehículos en las carreteras y la industria automovilística desaparecería. Y hacemos la pregunta al revés, ¿Qué ocurriría si para homologar la conversión de un vehículo hubiese que ir a la estación de ITV más cercana y costara 60€ ¿. Pues que la flota de vehículos eléctricos crecería muy muy rápidamente.

La desinformación es total, si cada empresa ha de hacer el trabajo de ingeniería legal que hemos tenido que hacer nosotros, elektrun, para conseguir saber las pasos y los procedimientos para homologar una reforma de esta categoría, es muy difícil que los talleres y pequeñas empresas de ingeniería puedan empezar a trabajar en esta industria.

Entendemos que en otros países de la UE este trámite se hace en un solo sitio o estación ITV, cuesta muchísimo menos y es más rápido. Sería el equivalente de llevar el vehículo a la ITV, dejarlo varios días y recogerlo una vez pasados todos los ensayos y firmados los certificados necesarios.

Esto sería un resumen de la situación actual para certificar/homologar este tipo de reformas.

  • Inconvenientes
    • Son muy caras. (de 1500€ a 8000€ por ensayo)
    • Falta de información en distintas organizaciones.
    • Lentas (INTA puede darte cita para 3 o 4 meses)
    • Falta de organismos competentes
    • Se necesitan mas estándares al público (diferentes precios, ensayos)
    • No hay infraestructuras (1 camara CEM, INTA)
  • Deseos
    • Deben ser más baratas o subvencionadas
    • Rapidas y eficientes (tipo ITV)
    • Estandarización y simplificación del proceso.
    • Re-utilizar Homologaciones tipo
    • Organismo especializado en conversiones eléctricas
    • Facilidades para pequeñas empresas, talleres y autónomos en la conversión a vehículos eléctricos.
  • Incentivos
    • Ayudas económicas para los ensayos en laboratorios a pequeñas empresas y autónomos.
    • Incentivar homologaciones tipo. (gratuitas por ejemplo. Si una homologación tipo se concede gratuitamente a cambio de ser pública y que cualquier otra empresa la pueda usar, esto haría una explosión de conversiones eléctricas inmediatas.)
    • Eliminación o bajada de impuestos a vehículos convertidos. (no solo reduces la huella de CO2 sino que reciclas un vehículo y evitas producir otro)
    • Ayudas a las nuevas empresas de conversión. Una empresa pequeña como la nuestra podría producir un vehículo eléctrico cada 6 días (+ 6 meses de certificación/homologación). Si se incentivan estas empresas, se está incentivando el vehículo eléctrico más sostenible, que es el que se convierte, no el que se fabrica.

Nota al lector: En este documento detallamos como ingenieros y no como juristas, nuestra experiencia a la hora de conseguir la certificación/homologación de este tipo de reformas en España.

La telemetría confirmó buenas noticias.

El proyecto Elektrun, fuimos al circuito de velocidad de Cartagena con el prototipo (El Twingo Eléctrico), donde pudimos usar la pista por un buen rato. Queremos agradecer a la organización del circuito por este gesto y por su ayuda.

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Decidimos conducir sin parar, usando una corriente constante, y así poder analizar como se veían afectados otros aspectos del prototipo (nuestro Twingo eléctrico), como autonomía, temperaturas, rpms, etc.

 

Debido a la cantidad de curvas que tiene el circuito, no pudimos mantener una corriente estable, pero pudimos monitorizarla y este fue el resultado.

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Pudimos ver una media de 120 amperios que salían de la batería la mayor parte del tiempo, asi como unos 210 amperios del controlador.

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Todo este tiempo consumimos unos 3,3Kw, que es un impresionante 46% del total de la capacidad.

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Pero, ¿Cómo afectó el test al resto de los componentes?.  Bueno, pudimos notar que el controlador se calentaba un poco, lo que nos llevó a pensar en un sistema de refrigeración adicional. Vimos un pico de 72ºC, que es un poco el límite de una temperatura saludable, así que estamos trabajando en un sistema que disipe la temperatura del radiador mas rápido.

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El motor también se calentó un pelín, pero dentro de una temperatura sana, entre 40ºC y 50ºC, por tanto, ningún problema, por ahora.

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También estuvimos intentando mantener el motor a unas revoluciones estables de 2500rpm, que es la velocidad recomendada por el fabricante para obtener el máximo par. El haber conducido con el ratio de rpms mas eficiente también son buenas noticias. Así que, la telemetría salió bien en el circuito de Cartagena.

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Y por tanto, aquí tenéis un pequeño resumen en vídeo de los ensayos. Si queréis un trabajo profesional similar para vuestro proyecto, contactad con: Tecnoformavictor.aldaya@tecforma.com

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Probando, probando,.. en carretera.

60_testingLa conversión de un vehículo de gasolina o diésel a eléctrico es la manera más sostenible y económica de conducir un coche eléctrico. La idea principal es reutilizar todas las partes del vehículo que no tengan relación con el motor de combustión y sustituir este por un motor eléctrico. Motor, radiador, depósito de gasolin
a, tubo de escape, alternador, etc se eliminan, reduciendo así el peso del vehículo. Al disponer ya de un chasis con todo lo necesario para la conducción, como interior, frenos, neumáticos, amortiguación, etc todo el esfuerzo se reduce a la instalación y diseño de un sistema de motor eléctrico con sus correspondientes baterías.

61_testingEs muy importante elegir un buen diseño del sistema eléctrico, tanto el motor como el bloque de baterías y el controlador del mismo, para que tanto en potencia como en velocidad, el coche tenga similares prestaciones a las que tenía con el motor de gasolina. Excesiva potencia podría dañar los componentes de tracción o no responder a la frenada como fue diseñado originalmente, y demasiada poca haría que los cambios de marchas no adquiriesen la velocidad adecuada.

Elektrun es un proyecto que nació hace dos años para probar el concepto de conversión de un vehículo pequeño, eléctrico, utilitario y de corto recorrido ideal para trayectos en ciudad. Se escogió un Renault Twingo para construir un prototipo, un  automóvil de poco peso y tamaño reducido, que después de dos años de diseño, pruebas, y experimentación, hemos conseguido ponerlo en funcionamiento.

62_testingEl principal escollo en una conversión de este tipo es la autonomía que dan las baterías. Hoy en día ya existen vehículos con un nivel de autonomía de hasta 700 kms, cierto es que para esta autonomía se necesita un pack de entre 70 u 80 Kw. Nuestro prototipo lleva un pack de 7,4Kw.

 

 

63_testingEste prototipo dispone de un motor de corriente alterna de 15Kw y un par de 80Nm, un bloque de baterías de 72V y 100Ah, con un controlador de hasta 350 amperios y 80V. Esto nos puede dar una velocidad punta de hasta 90km/h en quinta marcha.

 

Los primeros ensayos demostraron que el peso total de la conversión no afectaba en las curvas pronunciadas, la amortiguación respondía tal y como se esperaba, y al eliminar el ruido, la conducción es más agradable.

 

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Una bomba de vacío se instaló adicionalmente para ayudar al sistema de frenos. Las frenadas también son similares a un Twingo, el coche responde a la frenada con fuerza y la mantiene todo el tiempo necesario en rampa.

 

 

 

65_testingUna pequeña pantalla se instaló en el interior para monitorizar en todo momento la batería, la corriente, temperatura del motor, el estado de la carga, etc.

La luces y los accesorios interiores como elevalunas electricos, radio, ventilación, limpia parabrisas, se mantuvieron igualmente.

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Este vehículo tarda unas 8 horas en cargar el pack, aunque existen cargadores más potentes que podrían reducir  este tiempo de 6 a 4 horas.

 

 

 

 

Podéis ver el resultado final en este vídeo:

Acoplamiento, a la tercera va la vencida.

Esta es una de las manipulaciones mecánicas más importantes que tendrás que hacer al convertir tu vehículo a eléctrico, si no la más. Acoplar el motor eléctrico a la transmisión existente es un debate que siempre está activo, ya que puedes conectar los ambos ejes con algún tipo de acoplamiento o hacerlo con el embrague.

 

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Normalmente, ambos ejes tienen diámetros diferentes, distinto estriado o son cilíndricos planos con una mueca, por tanto necesitaras dos acoplamientos diferentes, uno para cada palier (motor y caja de cambios).

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Ahora bien, estos dos acoplamientos pueden conectarse directamente o usando el embrague original (ya hay un gran debate acerca de este tema). En nuestro caso, seguimos el diseño con el embrague. La principal razón es por eficiencia, ya que tener la posibilidad de cambiar marchas nos dará más eficiencia en todos los casos como salida, marchas cortas, medias y largas. Aunque esta manera de abordar el acoplamiento es un poco mas complicada a la hora de implementarlo, ya que el disco de inercia se tiene que adaptar al palier del motor eléctrico, la conducción del coche será similar al mismo con el motor de gasolina.

Lo primero en esta transformación es tener ya lista la placa adaptadora y montada en el motor, de tal manera que el volante de inercia mantenga la misma posición en relación a la caja de cambios.

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Después, necesitamos encajar el volante de inercia al motor con un adaptador. Se puede usar un acoplamiento de acero de la marca Lovejoy o Rotex, torneado exactamente para el palier del motor eléctrico. Es muy importante medir todos los componentes que van dentro de la caja de cambios, incluido el embrague, para que todo ajuste a la perfección.

Una vez tengas el volante de inercia modificado y montado en el motor, es hora de ensamblar el embrague al volante de inercia. A partir de este punto, la operación es la instalación básica de un embrague.

 

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En el 1er intento de instalación del embrague, todo fue bien, con la salvedad de que había un pequeño ruido periódico dentro de la caja de cambios. Así que tuvimos que desmontarlo de nuevo para ver qué había pasado. Nuestra sorpresa fue que el volante de inercia estaba rozando dentro de la caja de cambios. Este fue el primer problema resuelto fácilmente comiéndole un poco dentro de la caja de cambios en las zonas donde tocaba el volante.

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El Segundo problema fue el volante de inercia en si, incluso siendo correctamente insertado en el palier estriado del motor eléctrico, no estaba fijo, con lo que la fuerza centrífuga podía causar que el disco se moviera hacia delante tocando el palier de la caja de cambios. Por tanto, aparte de soldar un acoplamiento en el centro del volante, pedimos que nos hicieran un agujero para poder fijar con un tornillo el volante al palier.

Pero esta modificación provoco que el bloque volante de inercia-embrague se moviera 6 mm hacia delante, con lo que tuvimos que cortar 7 mm el palier de la caja de cambios.

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También descubrimos que el volante de inercia no giraba perfectamente plano respecto al eje, asi que lo mandamos al tornero a rectificar esta pequeña diferencia y ya de camino reducir el diámetro del volante de inercia; con esto solucionamos 2 temas. Quitando masa disminuimos la inercia del volante y evitamos que roce en el interior de la caja de cambios.

 

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El resultado final. A la tercera va la vencida. El volante de inercia gira plano con el disco de embrague, ajustado al palier del motor eléctrico, el diámetro del volante bastante menor, de tal manera que no tocase absolutamente nada y tuviese menos masa, y por tanto menos inercia y mejor rendimiento. Necesitábamos también balancearlo (para que no vibrase a altas revoluciones), pero al estar ya balanceado de fábrica confiamos en que siguiera así después de la rectificación. El palier de la caja de cambios se acorto en 7 mm para recibir el bloque motor y todo ajusto una vez modificado como un guante.
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El resultado final fue bastante bien. Se testeo a altas revoluciones sin notar vibración alguna.

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Las baterías, el gran asunto.

El mundo de las baterías está en un cambio constante en esta época, con el coche eléctrico que empieza a despegar, nuevo almacenamiento de energía eléctrica, super condensadores y el nuevo personaje, el grafeno.

Las baterías de plomo, las AGM o las de gel son ya algo del pasado. Estamos ahora en el presente con las de Li-ion y yendo al futuro con las de Li-aire.

La necesidad de viajes más largos, tiempos de carga rápidos y mejor rendimiento son ya obligatorios en vehículos eléctricos, y cada vez más, estas necesidades son un tema importante en vehículos eléctricos.

Aire fresco, por venir.

Hasta ahora, la tecnología mas clara en baterías ha sido la litio-ion. Pero, desde hace tiempo, una nueva tecnología basada en aire esta siendo el principal interés para fabricantes e investigadores de vehículos eléctricos. Las nuevas baterías de Li-aire prometen tener una densidad de energía 10 veces mayor que la de sus primas de Li-ion. IBM lanzo el proyecto 500, cuyo objetivo era poder hacer 500 millas con una sola carga usando un coche familiar. Usando estas nuevas baterías. Aunque esto ya lo consiguió el Instituto Metron (Eslovenia) con tecnología LiFePo4.

Li-air cells

La manera en que funciona una celda de li-aire es que usan una cátodo de carbono barato (en vez de cobalto), y una molécula de oxigeno pivota por el cátodo, de ahí su nombre. Pero esto es todavía teoría debido a los grandes retos a superar, como el ánodo, en estas baterías es puro litio metálico, que provee gran cantidad de energía pero se inflama con la presencia de agua u otros contaminantes.

Tal era el reto, que tanto IBM como JCESR (Centro de investigación de almacenamiento de energía) han dado un paso atrás en el desarrollo de Li-aire, y IBM se ha inclinado a favor de la tecnología litio – sodio.

Li-Na cells

 

Pero con todos estos cambios, nuevos desarrollo continúan, y en la química del metal sigue habiendo novedades, en particular baterías de aluminio – aire. Una empresa israelí (Phinergy), anuncia haber resuelto los problemas de corrosión y recarga con un catalizador basado en plata. Dicen haber construido un prototipo de vehículo eléctrico con un rango de 1600kms usando baterías Aluminio-aire. No-obstante, estas baterías no pueden ser recargadas eléctricamente y se tienen que rellenar de agua.

Huele a azufre.

Las celdas de litio – azufre son otra vía de investigación en densidad de energía que podría solucionar los problemas de los vehículos eléctricos en un futuro próximo. Esta nueva tecnología tiende a resolver los problemas de ciclos de vida y estabilidad de las baterías. Basadas en electrodos de carbón, se dice que podrían adelantar al tecnología de litio-aire.

 

Li-S cells

Muchos estudios y laboratorios, desde el Imperial College a la empresa alemana Bosch, se están volcando en el desarrollo de Li-S (azufre), afirman que será la 4º generación de baterías, con expectativas de hasta 400kms de rango en la próxima década. Científicos del Laboratorio Lawrence Berkeley (California) han introducido el óxido de grafeno en las celdas de Li-S con ningún deterioro en 1500 ciclos de carga.

Otros investigadores del ETH de Zúrich están trabajando en celdas de sodio-ion, afirmando que serán más baratas que las de Li-ion, con dos grandes inconvenientes y es que pesan tres veces más y tienden a perder capacidad cuando no se usan.

Litio – ion están aquí para quedarse.

A pesar de todo el desarrollo en el campo del almacenamiento de energía, una cosa esta clara, la mayoría de los vehículos eléctricos actualmente usan li-ion, y el hecho de que fabricantes están ofreciendo precios más baratos E INCLUSO Tesla está montando una planta de baterías de litio, hace pensar que a largo plazo esta tecnología esta aquí para quedarse.

Li-ion cells

 

Desarrolladores de Li-ion como Bosch, GS Yuasa y Mitsubishi afirman que todavía se pueden reducir los precios a la mitad y doblar su capacidad, lo que haría los vehículos eléctricos más cercanos a todos los consumidores.

Hay también muchos avances que prometen con el carbono, pero la distancia entre los laboratorios y las fábricas es demasiado grande para dejar de producir celdas de Li-ion para vehículos eléctricos.

graphene cells

Tal y como publica la revista “Electric & Hybrid Vehicle Technology International” en su edición de Julio del 2014 sobre el carbono:

“¿El verdadero asunto?.  Un nuevo tipo de batería basada en carbono, que podría ser el que cambiara el juego de los vehículos eléctricos, ha sido lanzada por una empresa japonesa llamada Ryden. Afirman que tiene la misma densidad eléctrica que las de Li-ion, pero con un ciclo de vida infinitamente mayor, y mucho más seguras. Las baterías de Ryden están hechas de una química más compleja donde el ánodo y el cátodo están hechos de carbono. 

dual carbon cells

En cuanto a rendimiento, no solo estas celdas aguantan más de 4 voltios, sino que los tiempos de carga son 20 veces más rápidos que los diseños actuales de Li-ion. En términos de producción, los procesos de fabricación pueden ser fácilmente modificados para las demandas futuras, y la provisión de materiales esta también asegurada ya que el único material activo es el carbono. Los ciclos de carca pueden ser mayores de 3000 y los peligros de fuego desaparecen ya que tiene una diferencia térmica muy pequeña en lo sestados de carga. Finalmente, Ryden, afirma que las baterías se pueden cargar y descargar al 100%, y serian igualmente 100% reciclables. En el futuro, piensan reemplazar el carbono de origen mineral, por origen natural, como por ejemplo de algodón, queriendo controlar el tamaño de los cristales de carbón en la producción del mismo.

Que coches son mejores para convertir a eléctricos.

Existen cientos de miles de coches ahí fuera listos para ser convertidos. Los mejores coches para convertir a eléctricos son los coches pequeños y antiguos. Cuanto más antiguo sea el coche, menos componentes electrónicos tendrá y más fácil será la conversión.

Como las baterías siguen siendo el punto más importante en un proyecto de conversión, en cuanto al peso y al coste, la única manera de minimizar esto es instalando las menos baterías posibles, y esto se consigue hoy día convirtiendo un coche que necesite poca potencia para rodar, por tanto necesitara menos baterías.

Otra ventaja de esta filosofía es el coste financiero del proyecto. Un coche antiguo siempre costara menos, que el mismo equivalente con dos años de antigüedad. El Mini es la excepción que confirma la regla, pero oye, es un Mini.

Aquí hay algunos ejemplos o coches antiguos perfectos para convertir, con los precios aproximados en el mercado de coches usados.

o    Renault twingo

 

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o    Fiat Punto

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o    Citroën AX

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o    Ford Ka

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o    Mini

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o    Nissan Micra

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o    Open Corsa

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o    Peugeot 205

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o    Seat Ibiza

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o    Volkswagen Polo

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La placa adaptadora

Uno de los aspectos más importantes en la conversión es como conectar la caja de cambios al nuevo motor eléctrico. Esto se hace normalmente con una placa adaptadora que ajusta en ambas caras de la caja de cambios y el nuevo motor.

Esta placa se tiene que diseñar y fabricar con una muy alta precisión, ya que la geometría de la transmisión puede peligrar si hubiera errores. Hay fabricantes que venden ya placas terminadas y probadas. La otra opción costaría más tiempo, pero puede ser más barata, y es diseñarla uno mismo. Este ha sido mi caso, ya que hasta ahora nadie ha hecho la conversión, o lo ha hecho público, de un Reanult Twingo.

Así que decidí diseñarla yo mismo, y dar al tornero un diseño de la placa en si.

La placa tiene que estar fabricada de un material que sea duro, ligero y barato. El aluminio es el equilibrio perfecto en estas 3 variables, por eso el 99% de las placas adaptadoras se hacen en aluminio.

El grosor de la placa depende del par y la potencia del motor eléctrico. Para un motor de 14 Kw me recomendaron una placa de 17mm, pero el tornero solo disponía de100 mm y 20 mm (Una paradoja trabajando al lado de Alcoa), así que opte por la de 20mm, esto no añadiría mucho más peso y si que mejoraría la fuerza que tendría la conexión.

Empecé por desmontar la caja de cambios y haciendo una plantilla basada en una foto de frente.

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Después de tener una plantilla adecuada, la edite con un programa de manipulación de fotografía (The Gimp) para tener la silueta.

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Una vez obtenida la silueta, empecé a coger medidas desde el centro a los huecos para los tornillos, entre ellos también, y así, para tener las medidas reales.

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Este es un procedimiento que necesita tener cero margen de error, así que recomiendo usar un buen calibre para ello. Una vez todas las medidas hechas (chequéalas dos y tres veces), dibuje la plantilla en un programa de 2D CAD (LibreCAD), y trace bastantes líneas de referencia al centro y entre ellas.

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Después, cuando termine de dibujar todos los círculos para los tornillos, medí dentro del paquete CAD 2D todas las líneas y las compare con las medidas reales. Y… sorpresa, obtuve varios errores.

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Seguidamente, cheque de Nuevo las medidas reales y sus posiciones en la plantilla 2D, imprimí un acopia a tamaño real en papel  para comprobar que todos los huecos coincidían perfectamente, asi que le di casi luz verde al diseño.

Le lleve el diseño final al tornero y le pedí que me hiciera un aplantilla de 1mm de espesor de chapa solo para probar los tornillos. Tienen una enorme cortadora tipo plotter capaz de cortar aluminio de 2cm como si fuera mantequilla.

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Así que probé la plantilla de chapa de 1mm y ajustaba como un guante. Solo uno de los huecos de 8mm tenia un desvió (unos 0.5 mm), el resto ajustaban perfectos. Así que le di luz verde 100% y le pedí al tronero hacer la misma en chapa de 20 mm de aluminio. Aunque tardo un poco porque estaban sin material, finalmente me la fabricaron y conecta la caja de cambios con el motor eléctrico a las mil maravillas.

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