Análisis comparativo de elementos del tren de potencia de vehículos electricos de clase M y N

Jaimez Farnham, Elena Irene (2019). Análisis comparativo de elementos del tren de potencia de vehículos electricos de clase M y N. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Análisis comparativo de elementos del tren de potencia de vehículos electricos de clase M y N
Author/s:
  • Jaimez Farnham, Elena Irene
Contributor/s:
  • López Martínez, José Maria
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: September 2019
Subjects:
Freetext Keywords: vehículo eléctrico, directriz, desarrollo, capacidad de batería, autonomía, potencia máxima suministrada por motor, par máximo suministrado por el motor
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Mecánica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Una de las cuestiones que ha adquirido más relevancia en las últimas décadas se encuentra en la necesidad de reducir nuestras emisiones de gases de efecto invernadero. Y siendo el sector transportes uno de los principales emisores a nivel mundial, la reducción de la contaminación producida por este sector se presenta como un factor crucial para este fin. Es precisamente por ello que los órganos gubernamentales y administrativos están tomando medidas restrictivas a nivel mundial, y no sólo con el control del tránsito de vehículos convencionales de combustión, sino que también con la inversión en nuevas tecnologías para sustituir a este tipo de vehículos. La movilidad eléctrica ha demostrado ser una de las apuestas más exitosas de las nuevas tecnologías que han estado siendo desarrolladas, de manera que los vehículos eléctricos ya se han abierto camino en el mercado automovilístico. Y aunque solamente el 2’2% de la población de vehículos son eléctricos, esta cifra parece que continuará aumentando en los próximos años. La transición hacia una movilidad eléctrica resulta especialmente desafiante en el ámbito de vehículos de medio y alto tonelaje. Uno de los mayores retos que conlleva este cambio es minimizar el peso de las baterías, ya que, aunque sea una característica deseada para cualquier tipo de vehículo, es especialmente necesario tener baterías con altas densidades de energía para poder desplazar vehículos de elevados pesos brutos, y a la vez con un peso bajo para poder alcanzar autonomías medianamente altas. Además, los vehículos de medio y alto tonelaje son precisamente los responsables de la mayoría de las emisiones procedentes del sector transportes (aproximadamente un 40% de su total), y por ello esta transición es necesaria. El instituto PEM (Production Engineering of E-mobility Components) de la Universidad Técnica de Aquisgrán, en el cual se ha realizado este trabajo, se encarga de la investigación y desarrollo de la producción de elementos de vehículos eléctricos, y actualmente cuentan con el proyecto “Life” para vehículos pesados, precisamente para evaluar las mejores técnicas aplicables a la industria automovilística para alto tonelaje. En este trabajo se han analizado los componentes de los trenes de potencia de los vehículos eléctricos de batería de las clases M y N, respectivamente correspondientes a aquellos vehículos motorizados de al menos cuatro ruedas destinados al transporte de pasajeros y a los vehículos motorizados de al menos cuatro ruedas con la función del transporte de mercancías. Dentro de cada una de estas clases se han diferenciado también las categorías limitadas por pesos brutos. De esta forma, en la categoría M encontramos M1 (peso bruto inferior a 3,5 toneladas), M2 (peso bruto entre 3,5 y 5 toneladas) y M3 (peso bruto superior a 5 toneladas), y en la categoría N encontraremos N1 (peso bruto inferior a 3,5 toneladas), N2 (peso bruto entre 3,5 y 12 toneladas) y N3 (peso bruto superior a 12 toneladas). El tren de potencia de un vehículo se corresponde con el circuito que sigue la energía en éste, desde la entrada de la energía, su traspaso hasta la llegada al motor, y saliendo finalmente en forma de energía mecánica por los ejes motrices de éste. En el caso de un vehículo eléctrico, los componentes que integran su tren de potencia son el sistema de carga, la batería, el conversor DC/DC o DC/AC, el motor eléctrico y la transmisión. El motor eléctrico transforma la energía eléctrica que recibe en forma de corriente continua o corriente alterna (dependiendo del tipo de motor del que se trate) en energía mecánica, empleada para mover las ruedas motrices. En el motor los datos de mayor relevancia serán el tipo de motor empleado, y los respectivos máximos de potencia y torque. Estos dos últimos parámetros serán buenos indicadores de rendimiento, y su comparación entre distintos modelos permitirá comprobar la existencia de algún tipo de correlación. Aunque es importante tener en cuenta que los vehículos convencionales de combustión han sido desarrollados e investigados a lo largo de todo el siglo XX. Y considerando que los avances tecnológicos están teniendo lugar con un índice de frecuencia mucho más alto, estas progresiones pueden acaecer en los próximos años. Actualmente el progreso de los vehículos eléctricos está apuntando hacia la asequibilidad del producto ofrecido por este sector. Puesto que el mercado de la electromovilidad es tan reciente y no ha experimentado una fuerte demanda, los precios de estos vehículos no son competitivos comparados con aquellos de los vehículos de combustión. La necesidad de promover la investigación en electro-movilidad es crucial para solventar el problema de las emisiones producidas por el sector transportes. Desafortunadamente, nuestras emisiones globales tienen que ser reducidas drásticamente en los próximos años para poder conservar nuestro planeta tal y como lo conocemos. Por ello, no solo es el sector transporte el que tiene que trabajar en el desarrollo de nuevas tecnologías, sino que todos los sectores de sociedad tienen que intervenir. La situación de concienciación y toma de acción ha mejorado en los últimos años, y están avanzando incluso más rápido hoy día, pero aún hay mucho por hacer.

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Item ID: 56743
DC Identifier: http://oa.upm.es/56743/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:56743
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 08 Oct 2019 13:23
Last Modified: 08 Oct 2019 13:23
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