VEHICULOS HIBRIDOS Y ELECTRICOS.

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1 MODALIDAD: DISTANCIA DURACIÓN: 80 horas VEHICULOS HIBRIDOS Y ELECTRICOS. OBJETIVOS: Conocer las arquitecturas de vehículos alternativos. Analizar las diferentes baterías en vehículos híbridos y eléctricos, los diferentes parámetros de las baterías así como los fundamentos de las células electroquímicas. Estudiar los tipos de almacenamiento de energía alternativa. Conocer las diferentes máquinas eléctricas y las unidades de motor eléctrico. Analizar las estrategias de control de vehículos híbridos. Descubrir las diferentes comunicaciones dentro de los vehículos. CONTENIDOS: Prólogo 1. Introducción a vehículos alternativos 1.1. Vehículos híbridos 1.2. Vehículos híbridos eléctricos 1.3. Componentes de vehículos híbridos y eléctricos 1.4. Masa de vehículo y rendimiento 1.5. Valoraciones del motor eléctrico 1.6. Historia de vehículos híbridos y vehículos eléctricos Los primeros años Los años Los años 70

2 Años 80 y Análisis de las ruedas 1.8. Comparación de VE con VECI Comparación de eficiencia Comparación de polución Comparación de costes Dependencia americana en aceite extranjero 1.9. Mercado de valores eléctricos. 2. Arquitectura de vehículos alternativos 2.1. Vehículos eléctricos 2.2. Vehículos eléctricos híbridos Híbridos según arquitectura Arquitecturas series y paralelas Arquitectura Serie-Paralelo Híbridos según montaje de transmisión 2.3. Vehículo eléctrico híbrido Plug-in 2.4. Dimensionamiento del sistema de propulsión Dimensionamiento del sistema de propulsión de VE Aceleración inicial Velocidad máxima Graduabilidad máxima Dimensionamiento del sistema de propulsión para los VEH Velocidad de vehículo valorada Aceleración inicial Velocidad máxima Graduabilidad máxima Poder total requerido. Aceleración inicial Potencia de motor CI: velocidad normal Velocidad máxima Cálculo del tamaño del generador Cálculo del tamaño de la batería

3 2.5. Análisis de masa y empaquetado 2.6. Simulación del vehículo Modelo de simulación Ciclos de conducción estándar 3. Almacenamiento de energía en las baterías 3.1. Baterías en vehículos híbridos y eléctricos 3.2. Básicos de las baterías Estructura de la célula de la batería Reacciones químicas 3.3. Parámetros de las baterías Capacidad de las baterías Voltaje de circuito eléctrico Voltaje en bornes Capacidad práctica Velocidad de descarga Estado de carga Estado de descarga Profundidad de descarga Energía de batería Energía específica Energía de batería Potencia específica Tramas Ragone 3.4. Fundamentos de las células electroquímicas Tensión termodinámica Electrolisis y corriente faradaica Cinética de electrodos Transporte de masa Doble capa eléctrica Resistencia de Ohm Polarización de concentración

4 3.5. Modelado de la bacteria Modelos de circuitos eléctricos Modelos básicos de la batería Modelo de tiempo de ejecución de la batería Modelo basado en la impedancia Modelo de primer principio Modelos empíricos Rango de predicción con descarga de corriente constante Rango de predicción con enfoque de densidad de potencia 3.6. Baterías de tracción Batería plomo-ácido Batería níquel-cadmio Batería níquel-metal-hidruro Batería litio-ión Batería li-polímero Baterías de zinc-aire Batería sodio-sulfuro Batería de cloruro de sodio-metal Metas para baterías avanzadas 3.7. Gestión del módulo de batería Sistemas de gestión de batería Medidas de SoC Equilibrado de células de la batería Carga de baterías 4. Almacenamiento de energía alternativa 4.1. Células de combustible Características de las células de combustible Tipos de células de combustible Células de combustible alcalina Células de membrana de intercambio de protones Células de combustible de metanol directo

5 Células de combustible de ácido fólico Células de combustible de carbonato fundido Células de combustible de óxido sólido Modelo de célula de combustible Sistemas de almacenamiento de hidrógeno Reformadores Vehículo eléctrico de células de combustible 4.2. Ultracondensadores Ultracondensadores simétricos Ultracondensadores asimétricos Modelo de ultracondensador 4.3. Almacenamiento de aire comprimido 4.4. Tecnología flyweel 5. Máquinas eléctricas 5.1. Máquinas eléctricas simples Fenómenos fundamentales de máquina Tensión dinámica Fuerza electromagnética Máquina simple de CC Tensión inducida Fuerza y torque Máquina de reluctancia simple 5.2. Máquinas de CC 5.3. Máquinas de CA trifásicas Bobinado del estator sinusoidad Números de polos Bobinado sinusoidad trifásico Representación del espacio vectorial Interpretación del espacio vectorial FMM resultante en un sistema equilibrado Inductancia mutua y tensión inducida del motor

6 Tipos de máquinas de CA 5.4. Máquinas de inducción Circuito equivalente por fase Expresión de torque simplificado Métodos de control de velocidad Frenado regenerativo 5.5. Máquinas de imán permanente Imanes permanentes (PM) Ferritas Cobalto samario Neodimio-hierro-boro Motores PM síncronos Modelos PMSM Ecuaciones de tensión Circuito equivalente por fase Motores de PM de CC sin escobillas Modelado de máquina PM BLDC 5.6. Máquina de reluctancia cambiada Ventajas y desventajas Diseño básico de SRM Conversión de energía Producción de torque Características de torque-velocidad 6. Unidades de motor eléctrico 6.1. Componentes de unidad eléctrica 6.2. Unidades CC Chopper de dos cuadrantes Aceleración (CCM) Aceleración (DCM) Aceleración (Modo incontrolable) 6.3. Unidades de CA

7 Análisis armónico Métodos de control de corriente Controlador de corriente de histéresis Controlador de comparación de rampa 6.4. Unidades SRM Controles SRM Unidad controlada por tensión Unidad controlada por corriente 7. Control de máquinas CA 7.1. Control vectorial de motores de CA 7.2. Potencia y torque electromagnético 7.3. Control vectorial de máquinas de inducción Control vectorial directo Control vectorial indirecto Implementación del control vectorial 7.4. Control vectorial de máquinas PM Tensión y torque en marco de referencia Unidades de motor de PM síncronos Debilitamiento de flujo Controladores de corriente y voltaje 8. Estrategias de control de vehículos híbridos 8.1. Controlador supervisor del vehículo 8.2. Estrategia de selección de modo Modos híbridos de división mecánica de potencia Sólo electricidad (velocidades bajas, marcha atrás, cargando batería) Arranque de motor (velocidad baja) Modo paralelo (aceleración fuerte) Modo de potencia dividida (velocidad normal, baja aceleración) Modo de frenado de motor

8 Modo regeneración (frenado del vehículo) Modos híbridos serie-paralelo 2x Sólo electricidad (velocidades bajas, marcha atrás, cargando batería) Modo en serie (velocidades bajas) Modo potencia dividida (baja aceleración) Modo paralelo (aceleración pesada) 8.3. Estrategia de control modal Control en serie Control paralelo Control serie-paralelo Control de motor de combustión interna dividido mecánicamente Control serie-paralelo 2x Control de sistemas de almacenamiento de energía Control de regeneración 9. Comunicaciones del vehículo 9.1. Modelo de siete etapas 9.2. Comunicaciones dentro del vehículo Bibliografía