DISEÑO DE UNA ARQUITECTURA DE TREN DE POTENICA PARA CONVERTIR UN VEHÍCULO CON MOTOR DE COMBUSTION INTERNA EN UN VEHÍCULO ELÉCTRICO

DISEÑO DE UNA ARQUITECTURA DE TREN DE POTENICA PARA CONVERTIR UN VEHÍCULO CON MOTOR DE COMBUSTION INTERNA EN UN VEHÍCULO ELÉCTRICO

Durante las últimas décadas ha habido un crecimiento en el consumo energético global, especialmente del petróleo, causado por la creación del motor de combustión interna,  este a su vez, ha tenido un impacto en el medio ambiente, por lo que recientemente el mundo se ha abierto a la posibilidad de usar carros eléctricos que no solo mitigan el daño ambiental sino también le pueden dar a países tales como Colombia la independencia energética, donde de acuerdo a las estadísticas nacionales gran parte de la importación de gasolina va destinada al transporte, reemplazar su importación entonces tendría un alto impacto si se mantiene la producción de energías renovables.

En el mercado se encuentran varios vehículos eléctricos, entre sus características no solo resalta su alto costo y peso causado por las baterías, sino también su poca autonomía y  horas de recarga. Ahora bien, su rendimiento tiende a ser superior o igualar al de sus equivalentes con motor de combustión interna

Aunque estos vehículos están ingresando rápidamente al mercado, aún se debe pensar en aquellos carros que ya circulan en las calles. Se plantea entonces la posibilidad de convertirlos en vehículos eléctricos, para esto empresas tales como evWest o evDrive se dedican a la venta de kits de conversión.

Planteado lo anterior, el objetivo de este proyecto de grado fue diseñar una arquitectura que permitiera reemplazar el tren de potencia de un vehículo terrestre con motor de combustión interna por un tren de potencia con motor eléctrico. Para esto se trabajó con el Spark ubicado en el laboratorio de dinámica vehicular, se utilizó un ciclo de conducción que reflejara los patrones típicos de la ciudad y se desarrollaron modelos dinámicos que permiten evaluar el desempeño de los componentes seleccionados. Entre los criterios de diseño se definió que la autonomía del carro es de 70 km y el desempeño debe ser igual o superior al que tendría el Spark con el motor de combustión interna.

En cuanto al tren de potencia se seleccionó el motor y se diseñó su acople a la caja de cambios junto con un disipador de calor que cumpliera las especificaciones de enfriamiento del sistema motor-controlador. Se investigó además, sobre aquellos sistemas del carro que se ven asistidos por el motor de combustión interna tales como el sistema de frenos, sistema de dirección y aire acondicionado con el fin de seleccionar elementos que pudieran compensar su función y que a su vez  tengan el mínimo impacto energético en el carro con el fin de que no se vea afectada su autonomía.

Las conclusiones a las que se llego a lo largo del proyecto son las siguientes:

El proceso de transformación del tren de potencia de cualquier carro con motor de combustión implica un proceso complejo e iterativo, es importante entonces tener pleno conocimiento del funcionamiento del tren de potencia así como la interacción de sus elementos con lo demás sistemas del carro. Para el caso particular del Spark, la transformación del vehículo requiere no solo intervenir sobre el tren de potencia sino además dar soluciones a aquellos sistemas que se veían asistidos por el motor de combustión interna.

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