SISTEMA KERS O FRENADA REGENERATIVA

SISTEMA KERS O FRENADA REGENERATIVA

Frenada regenerativa ¿que es?

Cuando utilizamos el sistema de frenos en un automóvil, debido al rozamiento de los elementos de frenado, pastillas y discos, zapatas y tambores, etc, se genera una energía calorífica que se disipa con el aire y se desperdicia, pero también se genera una energía cinética, todos hemos oído, leído o estudiado la frase que dice: «la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma».

En el momento de frenar es donde entra en escena el KERS, que se encarga de reutilizar parte de la energía que es desaprovechada, con lo que se podría definir como un dispositivo que se encarga de transformar la energía cinética del vehículo en energía eléctrica, almacenándola en condensadores o baterías y así poder utilizarla para alimentar los diferentes elementos del propio vehículo, incluso contribuir a su movimiento o poder aumentar la autonomía de funcionamiento en el caso de los vehículos eléctricos.

 

     

Dos imágenes del sistema KERS montado en vehículos.

 

Conceptos básicos de energía eléctrica, potencial y cinética

La energía eléctrica científicamente se puede definir como una diferencia de potencial entre dos puntos, dicha diferencia potencial crea una corriente eléctrica al ponerse en contacto con un conductor eléctrico.

Esta energía se puede transformar en lumínica, térmica, mecánica, etc, por lo que tiene múltiples aplicaciones prácticas de las que tratamos en este artículo y muy aprovechables en cualquier vehículo.

La energía cinética se podría decir que es la que un cuerpo posee a consecuencia del movimiento, una vez que dicho cuerpo estabiliza la velocidad, este mantendrá su energía cinética hasta que dicha velocidad varíe.

La energía potencial, seria la energía necesaria para que el cuerpo alcance el movimiento necesario para disponer de la energía cinética.

 

       

Imágenes de diferentes tipos de energía.

 

Como funciona el Kers 

Para intentar entender el funcionamiento del Kers, lo definiremos como un motor eléctrico conectado a una batería, este tipo de motores o propulsores pueden funcionar en dos sentidos o direcciones.

Básicamente, podríamos decir que en este sistema se invierte el funcionamiento del motor eléctrico, empleándolo para contrarrestar la inercia del vehículo y mejorar su frenada, gracias a la retención del motor eléctrico, así mismo se utiliza como generador eléctrico, para entenderlo fácilmente como la dinamo de una bicicleta.

La energía eléctrica generada puede ser utilizada para alimentar servicios auxiliares del vehículo de combustión, pero en un coche eléctrico se usa principalmente para recargar la batería, según algunos estudios se estima que se puede recuperar hasta el 70 por cien de la energía generada al reducir y frenar nuestro vehículo.

Dicho proceso es lo que solemos ver representado en la pantalla de los vehículos híbridos, que nos indican en qué momento el vehículo consume energía o la genera.

 

 

Algunas imágenes de información de la recuperación de energía.

 

Diferencias y aplicaciones

La frenada regenerativa puede funcionar a la vez que el sistema de frenado hidráulico convencional, hay vehículos en los que de forma inteligente combinan ambos tipos para aumentar la eficacia y disminuir las distancias de frenado.

Algunos de estos sistemas se pueden regular a gusto del conductor o según las necesidades del vehículo, hyundai y Chevrolet por ejemplo, cuentan con unas levas en el volante para aumentar o disminuir el nivel de retención de la frenada regenerativa.

No tenemos que olvidarnos que este sistema consigue aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos, concretamente Audi se ha esforzado mucho en la frenada regenerativa de su e-tron para poder maximizar su autonomía.

Algunos coches eléctricos con este tipo de frenada permiten llevar a cabo la «conducción de un pedal» o sistema e-pedal de Nissan, la regeneración permite frenar sin tener que accionar el pedal de freno, cuando el conductor pisa el pedal, el coche acelera y, si lo suelta, este frena en función de la intensidad que tenga programada, permitiendo así controlar la velocidad del vehículo con un único pie.

Esperamos haber puesto algo de «luz» sobre este sistema y su funcionamiento, hay muchas mas cosas que se podrían  comentar sobre estos sistemas, pero por lo menos entender el funcionamiento básico y algunas de sus aplicaciones.

 

     

En estas imágenes mostramos dos ejemplos de levas y uno del sistema e-pedal.

 

 

 

 

 

 

 

SISTEMA DE GESTIÓN DE BATERÍAS (BMS)

SISTEMA DE GESTIÓN DE BATERÍAS (BMS)

BMS o Sistema de gestión de baterías

 

Los vehículos eléctricos obtienen su energía de un pack de baterías que está formado por diferentes celdas colocadas en serie o en paralelo, la mayoría de funciones del vehículo dependen de su buen funcionamiento, la batería podríamos decir que es uno de los elementos mas importantes y caros del vehículo eléctrico, por eso es muy conveniente cuidarla.

Si en sus ciclos de carga no se respetan unas series de condiciones, su vida útil puede acortarse considerablemente, de hay la importancia de garantizar las condiciones adecuadas para una carga correcta de la batería, de eso se ocupa el BMS, que debe sus siglas del ingles  «Battery Management System», con un monitoreo y control constante de la misma.

 

Su diseño

 

Cada marca fabrica la batería de forma diferente, utilizando diferentes compuestos químicos o incorporando las celdas de batería de diferentes formas, etc.

Estas baterías son más o menos sensibles a los cambios de temperatura, a la sobrecarga, a las descargas excesivas, etc, y para prolongar su vida lo más posible, estas condiciones deben ser monitoreadas y controladas cuidadosamente.

El diseño del BMS depende en gran medida al diseño de la batería, normalmente consta de un controlador de administración de celda (en inglés «a cell management controller» – CMC), un circuito integrado de monitoreo de la batería (en inglés «a battery monitoring integrated circuit» – BMIC) y un controlador de administración de batería (en inglés «a battery management controller» – BMC).

Dependiendo del vehículo eléctrico en el que este montado, se pueden agregar varios microcontroladores inteligentes para monitorear y controlar diferentes tareas específicas de cada fabricante, cada BMS debe poder monitorear no solo la batería, sino también a sí mismo y según la información recibida del CMC, BMIC y BMC  debe poder analizar y determinar si las alarmas o avisos son reales y asi poder ejercer su función.

 

        

En estas imágenes mostramos diferentes tipos de BMS en función de la batería que tengan a su cargo.

 

Principales funciones 

 

Controlar la carga 

La carga es uno de los momentos más críticos en la vida de una batería, en el momento de la carga normalmente podemos hacerlo de dos maneras distintas, con corriente alterna que es la que tenemos en un enchufe normal de casa o en corriente continua que es la usada en las cargas superrápidas y ultrarrápidas.

En carga con corriente alterna, el propio vehículo dispone de un sistema que regula la carga y convierte esa corriente alterna en continua, pero en el caso de hacer una carga de alta potencia en corriente continua el BMS es el encargado de gestionar la tensión en la batería y sus celdas.

 

Determinar el estado de carga de la batería

El BMS es el encargado de analizar e indicarle al conductor el Estado De La Carga (SOC, State of Charge), que es la relación entre la carga completa y la carga actual.

Pero determinar el estado de carga no es tan simple como parece, en realidad, es uno de los problemas más complicados en el desarrollo de sistemas BMS, ya que para mantener el estado óptimo de las baterías el BMS debe calcular y medir constantemente un gran número de parámetros y vigilar el estado de las celdas para poder darnos la estimación de la carga de la batería, cuánto estamos consumiendo y cuantos kilómetros podremos recorrer.

 

Medir y calcular el estado de salud

El BMS también es el responsable de controlar el estado de Salud de la batería, esto se determina midiendo la diferencia entre una bateria nueva y el estado actual de la misma, la capacidad de la batería se reduce con el tiempo de uso y otros factores, en este sentido, el BMS monitoriza y recalcula los ciclos de recarga y el estado de salud para poder indicarnos con bastante precisión la autonomía con cada recarga.

Muchos estudios coinciden en que la salud de la batería se ve afectada por la temperatura, la corriente de carga, el número de ciclos de carga y otros factores, sin embargo, no todos los procesos de la batería se realizan completamente, por lo que no existen métodos precisos para determinar el estado de salud al cien por cien.

 

Equilibrio o balanceo de carga

Controlar el equilibrio o balanceo de la carga y descarga de las celdas individuales es un gran rompecabezas que todo BMS debe resolver, pero es una de las funciones más importantes de la que depende mucha de la vida útil de la batería.

Algunas celdas tienen una capacidad un poco mayor o menor, las celdas de batería que tienen una capacidad menor se descargan más rápido y también se destruyen más rápido, mientras que la capacidad de otras celdas permanece sin usar, durante la carga, las celdas más débiles se cargan primero y las demás solo se cargan parcialmente.

Balancear la carga y descarga de las celdas individuales aumenta significativamente la capacidad general ya que protege las celdas más débiles, para que no hagan cortocircuito, tengan fugas, etc, lo que podría dañar toda la batería.

 

                         

Imágenes de lo que seria una gráfica de diferentes balances de celdas en distintas baterías.

 

 

Registrar, grabar y comunicar

En comparación con las funciones anteriores, el registro, la grabación y la comunicación es una función relativamente fácil, debido a que la salud de la batería es una cantidad relativa, el BMS necesita almacenar datos del funcionamiento y las características de la batería anteriores para poder compararlas con valores nuevos, gracias a esto, permite la evaluación del funcionamiento de la batería, así como su diagnóstico.

 

Conclusión

Se podría decir que el BMS se trata de un complejo cerebro electrónico cuya principal misión es que la batería funcione de modo eficiente , alargar su vida útil lo máximo posible e informar al conductor de las indicaciones necesarias para saber su estado en cada momento.

 

Fotografía en la que se ve la posición de montaje de un sistema BMS en un vehículo eléctrico.

 

 

 

 

 

 

 

 

DISPONIBILIDAD DE CARGADOR PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

DISPONIBILIDAD DE CARGADOR PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

Cargador Autel MaxiCharger EV

 

Ya tenemos disponible en nuestras instalaciones un cargador Autel EV, una nueva adquisición en el apartado de maquinaria apostando por las nuevas tecnologías y poder ofrecer un servicio mas a nuestros clientes.

 

¿Porque el cargador MaxiCharger EV de Autel?

 

Nosotros elegimos este cargador de Autel por varias razones, una de ellas es por la experiencia que tenemos de sus productos, su servicio técnico, su tecnología, etc, no podemos negar la gran relación de amistad y cooperación que nos une con su personal, especialmente con el servicio en consultoria técnica y con su gerente Rosendo.

Al margen de este comentario, es un cargador para vehículos eléctricos con conexión tipo 2, universal y de una sola toma de corriente, también cumple con la normativa OCPP 1.6 y tiene incorporado el equilibrio de carga dinámico, dispone de una capacidad de carga de hasta 7,4 Kw en una conexión monofásica y hasta 22Kw en una conexión trifasica.

Estos cargadores también recibieron un premio en la categoría de  «energías alternativas» en la ultima edición de Motortec en Madrid, así es como los definen en la pagina oficial de Autel:

»  El cargador MaxiCharger EV AC de AUTEL Ibérica es robusto, estético y adecuado para todos los entornos. Además dispone de autentificación del usuario y control de cargas del mismo mediante la APP en su smartphone y una tarjeta RFID tipo tarjeta de crédito o mediante código QR, són cargadores:

  • SEGUROS. Las protecciones incorporadas evitan la sobre-corriente y las fugas de CA/CC y garantizan que el entorno de carga sea seguro para el edificio y el vehículo.
  • FIABLES. Cargadores que incorporan protección IP65 contra el polvo, el aceite y el agua. Perfecto para aplicaciones de exterior, resistente a la intemperie y a los rayos UV, Color estable y baja tasa de fallos. También disponen de protección contra impactos normativa IK08.
  • INTELIGENTES. Cargadores para coches eléctricos con tecnología de triple protección, primera en el mundo, carga segura; tecnología de diagnóstico inteligente de la batería, mayor duración de la misma. El análisis de datos basado en la nube de AUTEL mejora el ciclo de vida de la batería del vehículo eléctrico. «

 

A continuación mostramos algunas imágenes de estos cargadores.

 

 

 

LOS AMORTIGUADORES

LOS AMORTIGUADORES

¿Que son?

 

Todos los vehículos, desde los pequeños utilitarios a los camiones más grandes, incluyen sistemas de amortiguación  para mejorar el rendimiento, la seguridad, proteger los componentes de un desgaste prematuro, etc, sin estos sistemas, el confort y la seguridad de los ocupantes del vehículo se verían afectados, así como la vida útil de muchos elementos del vehículo, un sistema de amortiguación efectivo incluye múltiples y variados componentes y entre ellos, uno de los más importantes es el amortiguador.

Los amortiguadores de nuestro vehículo, son más importantes de lo que pensamos, pues cumplen varias funciones esenciales para el buen funcionamiento del automóvil, los amortiguadores junto con los neumáticos y los frenos, forman el llamado «triangulo de seguridad», lo ideal seria que por mucho que la carretera esté llena de baches, el conductor y los pasajeros del coche no sientan estos baches y la seguridad en la conducción no se vea afectada.

Los amortiguadores se pueden llegar a comprimir entre 5.000 y 7.000 veces por minuto, trabajando de manera constante y sin descanso desde que el vehículo se pone en movimiento, por ello es conveniente revisarlos cada cuatro años o cada 60.000 kilómetros

 

¿Como funcionan?

 

En su interior, un amortiguador consta de un pistón el cual va unido a un vástago que lo empuja contra el fluido hidráulico dentro de un tubo, de esta forma se «amortigua» el movimiento del muelle al transformar la energía cinética originada durante el movimiento de la suspensión en energía térmica, la cual es disipada a través del fluido hidráulico.

Los amortiguadores trabajan en dos ciclos: compresión y rebote, la compresión tiene lugar cuando el pistón desciende, empujando el fluido hidráulico y forzándolo a pasar por una válvula llamada de compresión, durante el ciclo de rebote, el pistón asciende, comprimiendo el fluido en la cámara superior y obligándolo a volver a través de unos orificios situados en el pistón, la resistencia que ofrece un amortiguador depende de muchos factores como por ejemplo, el número y el tamaño de los orificios del pistón, la cantidad y el grosor de los platillos de las válvulas, la velocidad de la suspensión, etc.

 

                          

En estas imágenes mostramos dos amortiguadores diferentes seccionados.

 

Su función en el vehículo

 

Las tres principales funciones de los amortiguadores en el vehículo serian:

  • Absorber todas las irregularidades del terreno por el que circula, evitando que la carrocería y los pasajeros se vean afectados y proporcionando así un mayor confort dentro del vehículo
  • Aumentar la estabilidad del vehículo controlando y regulando los movimientos del mismo en los cambios de trayectoria, así como en las aceleraciones o frenadas.
  • Conseguir que el vehículo se adapte a cualquier desnivel del terreno,intentando mantener siempre el contacto entre las ruedas y el suelo, para así evitar en lo posible las pérdidas de tracción.

 

   

Algunos ejemplos de disposición de los amortiguadores en los vehículos actuales.

 

Tipos de amortiguadores mas comunes

 

Amortiguadores hidráulicos

Estos amortiguadores son muy sencillos y no requieren de ningún mantenimiento, funcionan de forma sencilla y eficaz, aumentando su eficacia frente al incremento de la presión, generalmente están compuestos por un cilindro que contiene un pistón con agujeros calibrados por los que se abre paso al aceite que contiene, frenando así el «rebote» del vehículo.

 

Amortiguadores hidráulicos con válvulas

Este tipo de amortiguadores, aun siendo hidráulicos, aportan mayor suavidad a la conducción y son mucho más eficientes que los anteriores, su gran diferencia consiste en que sustituyen los agujeros de los pistones por válvulas, que son las que permiten pasar el aceite cuando se ejerce la presión, consiguiendo una regulación mas exacta según las necesidades del vehículo al que van destinados.

 

                

Algunos ejemplos de amortiguadores hidráulicos con agujeros y con válvulas.

 

Amortiguadores de gas monotubo

Este amortiguador está constituido por una cámara de aceite y otra de gas presurizado, las dimensiones de ellas varían según la dureza que deseemos o en función del vehículo que vallan a ser instalados, peso, dimensiones, recorrido de suspensión, etc, el gas y el aceite están separados por un pistón flotante, evitando así cualquier tipo de aireación o cavitación,

 

 

Amortiguadores monotubo de gas seccionados, con las diferentes cámaras de aceite y gas.

 

Amortiguador de doble tubo o bitubo

 

Los amortiguadores de doble tubo deben su nombre a sus dos cilindros, el primero se podría decir que es una cámara de aceite insertada dentro de la cubierta y el segundo, un cilindro interno que contiene la válvula del pistón, estos amortiguadores pueden presentarse en dos variantes: hidráulico y de gas a baja presión.

Los amortiguadores de doble tubo de ambos tipos suelen ser económicos y ofrecen un nivel de confort y una respuesta al volante superiores a otros tipos, sin embargo también tienen algunos inconvenientes, en un diseño de doble tubo, no existe ninguna barrera física que separe el aceite del gas, con lo que durante los ciclos de compresión y rebote, se fuerza el aceite a pasar de una zona de alta a una de baja presión, creando una súbita bajada de presión que puede ocasionar aireación o cavitación en algunas circunstancias de funcionamiento.

 

 

                 

Aquí se muestran diferentes amortiguadores de doble tubo de gas  y aceite.

 

Con esta publicación esperamos haber dado al amortiguador la importancia que tiene en nuestro vehículo, recordando que forma parte del «triangulo de seguridad» del mismo, aconsejamos revisarlos en cada revisión de mantenimiento que realicemos y sustituirlos cuando sea necesario.

 

EL INMOVILIZADOR ELECTRÓNICO

EL INMOVILIZADOR ELECTRÓNICO

El inmovilizador electrónico

Como su nombre indica el inmovilizador o antirrobo electrónico, consiste en un dispositivo electrónico normalmente incorporado en la llave de nuestro vehículo, el cual impide que personas que no dispongan de dicha llave, lo puedan poner en marcha.

Este dispositivo se invento en 1986 y su implantación en los vehículos fue aumentando en la década de los 90, hoy en día el inmovilizador electrónico es un elemento presente en la gran mayoría de los vehículos, pese a ser un dispositivo tan común, no es muy conocido por la gran parte de los usuarios.

 

Tipos de inmovilizador

Actualmente existen distintos sistemas de antirrobo electrónico dependiendo de cada fabricante, los mas comunes son los siguientes:

 

Llave con transponder: Este es el tipo más utilizado actualmente, normalmente este sistema se compone de una llave con un código instalado en un chip, al introducir la llave en la cerradura de encendido, esta provoca una señal a la antena, la cual a su vez manda otra señal al módulo inmovilizador, el cual la identifica y si es la correcta, lo comunica a la UCE de motor para que autorice el arranque del motor.

 

   

Imágenes de diferentes tipos de llaves y transponders actuales.

 

Tarjeta codificada: esta tarjeta funciona de una forma muy similar al sistema visto anteriormente, en vez de utilizar una llave para arrancar el vehículo, es necesario introducir dicha tarjeta en un lector para leer el código de seguridad y si es el correcto autorizar el arranque del mismo.

 

        

Diferentes tarjetas de acceso y arranque de vehículos actuales.

 

Teclado numérico: este sistema consta de un teclado numérico que normalmente se encuentra instalado en un lugar fácilmente accesible por el conductor, el propio conductor debe introducir un código concreto para «identificarse» a la unidad de control del motor y que esta nos permita arrancar el motor, este sistema cada vez es menos utilizado, pues generaba muchos problemas.

 

      

Algunos ejemplos de teclados numéricos en vehículos.

 

Mando remoto infrarrojo: este sistema se compone de un control remoto que emite una señal concreta a la hora de habilitar el arranque de motor y la apertura de puertas al mismo tiempo, este comando suele estar instalado en la propia llave, no funciona con antena, el receptor analiza la señal y si esta es correcta ordena la apertura de las puertas y el arranque a la UCE del motor, este sistema fue muy utilizado por Renault y Land Rover.

 

         

Llaves de vehículos con sistema de infrarrojos.

 

Todos los sistemas que hemos visto anteriormente tienen la misma finalidad prevenir el robo del vehículo, bien sin permitir la apertura, sin accionar el motor de arranque, impidiendo la puesta en marcha, etc.

En caso de avería recordad que de disponemos de maquinas para hacer duplicado de llaves, poder programar las originales, tambien poder leer los códigos de la UCE de inmo o la de motor, etc,