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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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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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Bateries the big deal

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. 

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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.