240AU444 - Vehículos Híbridos

Transcripción

1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ETSEIB - Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona MMT - Departamento de Máquinas y Motores Térmicos MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE AUTOMOCIÓN (Plan 2012). (Unidad docente Optativa) 3 Idiomas docencia: Castellano Profesorado Responsable: Alvarez Florez, Jesus Andres Otros: Bosch Tous, Ricardo Moreno Eguilaz, Juan Manuel Horario de atención Horario: Los Jueves después de clase (de 19 a 20 h) Capacidades previas Conocimientos o haber cursado asignaturas como: Mecánica Teoría de máquinas y mecanismos Motores de combustión interna y combustibles Electrotecnia Máquinas Eléctricas Electrónica Control automático Optimización y simulación Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: CEAU9. Planificar, seguir y controlar el desarrollo de nuevos productos, aplicando conocimientos de marketing, tecnológicos y de ingeniería simultánea Genéricas: CGAU1. Capacidad para aplicar conocimientos adecuados de aspectos matemáticos, analíticos, científicos, instrumentales, tecnológicos y de gestión, en la resolución de los problemas propios del sector de la automoción CGAU2. Concebir, proyectar, calcular y diseñar procesos, equipos, instalaciones y plantas, relacionados con el diseño y la fabricación de vehículos y de sus sistemas Transversales: CT4. USO SOLVENTE DE LOS RECURSOS DE INFORMACIÓN: Gestionar la adquisición, la estructuración, el análisis y la visualización de datos e información en el ámbito de especialidad, y valorar de forma crítica los resultados de dicha gestión. 1 / 6

2 Metodologías docentes Metodología de aprendizaje Autónomo pautado y tutelado mediante el suministro de documentación por parte de los profesores (a través de Moodle) y la resolución de una matriz de casos, en relación a la parte teórica. Con respecto de la parte práctica, mediante la asistencia a sesiones de laboratorio y visitas a empresas. Matriz de casos Tema 1 Tema 2 Tema 3 Tema 4 Tema 5 Tema 6 Caso 1 x x Caso 2 x x Caso 3 x x Caso 4 x x Caso 5 x x Caso 6 x x Teoría.- realización de 13 sesiones presenciales de 2 h/sesión en la que se plantean, analizan, comprenden, resuelven y/o proponen soluciones sobre 6 casos reales, extraídos de la bibliografía científico técnica seleccionada y suministrada por el profesor; para ello el alumno estudia previamente la documentación recomendada que le deberá permitir abordar el caso en cuestión. El diseño y selección de los casos lo realiza el profesor y deberá abarcar la totalidad del programa de teoría. El alumno entregará un informe escrito sobre cada uno de los casos y realizará una exposición en clase. Prácticas.- Realización de 3 sesiones presenciales de 2 horas, comportan 6 horas de trabajo autónomo del estudiante para la elaboración de 3 informes, uno por cada una de las prácticas. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 18h Grupo grande/teoría: 0h 0.00% Grupo mediano/prácticas: 0h 0.00% Grupo pequeño/laboratorio: 18h % Actividades dirigidas: 0h 0.00% 2 / 6

3 Contenidos título castellano Dedicación: 1h Grupo mediano/prácticas: 1h Parte 1.- Arquitecturas de los sistemas híbridos de tracción: Justificación y análisis energético (Jesús Álvarez). 1 Cr Análisis de los pros y contras del sistema clásico de tracción (Motor térmico-embrague-caja de velocidades- Diferencial) Puntos de utilización del motor térmico en ciclos de conducción urbanos Cálculo de la potencia instantánea en rueda y la energía total necesaria dado un ciclo urbano y un vehículo determinado. Estimación de la eficiencia del sistema de tracción Estructuras posibles de los sistemas híbridos de tracción. Predimensionamiento de sus componentes principales. Parte 2.- Máquinas eléctricas de los vehículos híbridos (Ricard Bosch). 1 Cr Máquinas eléctricas moto-generadoras para plantas de tracción y sus tecnologías Sistemas de almacenamiento de energía: Baterías, condensadores, acumuladores cinéticos, otros Acoplamientos electro-mecánicos entre componentes Influencia sobre el MACI, de los elementos eléctricos y sus inercias en regímenes cíclicos de tracción. Parte 3.- Electrónica y Control en los vehículos híbridos (Manuel Moreno). 1 Cr 3.1.-Introducción. Nomenclatura. Clasificación de los vehículos eléctricos (VEH) híbridos según su grado de hibridación. Sistema Start/Stop. Comparación VEHs. Topologías/Configuraciones de los VEH. Arquitectura de un vehículo eléctrico híbrido serie. ECU de un VEH. Esquema de control de un VEH. Modos de operación Energy Management Systems. El EMS en un VEH. Diagrama de bloques del controlador de un VEH. Clasificación de las estrategias de control en un EMS. Descripción de una estrategia de control simple. Estructuras complejas. Bases de reglas para un VEH. Estrategias de control para vehículos eléctricos híbridos enchufables. Control predictivo. Control óptimo Caso práctico: El Toyota PRIUS. Generaciones del PRIUS. Power Train Prius Configuración del tren de tracción. Sistema de engranajes planetarios. Sistema de control THS II. Diagrama de bloques del Prius II. Gestión inteligente de energía. Frenado eléctrico/hidráulico. Modos de operación. Componentes. Justificación de la utilización de gasolina según Toyota. Battery Pack Electrónica de potencia del Prius Convertidor reductor. Inversores. Mejoras respecto a las versiones anteriores. Evolución. Material de estudio Charla- Visita sobre Híbridos en las instalaciones del Centro Técnico de SEAT de Martorell. Actividades vinculadas: Análisis y resolución de casos y elaboración y defensa de sus informes correspondientes Uso solvente y comprensión profunda de la información científico técnica propia del sector y la disciplina. 3 / 6

4 Planificación de actividades Práctica 1 Dedicación: 2h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Elementos y sistemas de un vehículo híbrido experimental (Laboratorio de Motores térmicos). Material de soporte: vehículo híbrido experimental (Laboratorio de Motores térmicos). Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Informe 1.- Comprensión, mediante la experimentación, del funcionamiento de los sistemas híbridos de tracción y su aplicación al automóvil. 2.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de diseño. 3.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de regulación y control. Práctica 2 Dedicación: 2h Grupo pequeño/laboratorio: 2h Caracterización experimental de un sistema mixto para generación y tracción (Laboratorio de Máquinas Eléctricas). Material de soporte: Sistema mixto para generación y tracción (Laboratorio de Máquinas Eléctricas). Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Informe 1.- Comprensión, mediante la experimentación, del funcionamiento de los sistemas híbridos de tracción y su aplicación al automóvil. 2.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de diseño. 3.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de regulación y control. Práctica 3 Dedicación: 6h Grupo mediano/prácticas: 6h Visualización equipos de un fabricante de vehículos o componentes (Visita a empresa). Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Informe 4 / 6

5 1.- Comprensión, mediante la experimentación, del funcionamiento de los sistemas híbridos de tracción y su aplicación al automóvil. 2.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de diseño. 3.- Comprensión de la influencia de los diferentes parámetros de regulación y control. Parte 1, Caso 1 y 2 Dedicación: 20h 48m Grupo mediano/prácticas: 20h 48m A definir según tamaño, composición y características del grupo de alumnos Parte 2, Caso 1 y 2 Dedicación: 20h 48m Grupo mediano/prácticas: 20h 48m Sesiones de teoría, Casos a estudiar a definir según tamaño, composición y características del grupo de alumnos Parte 3, Casos 1 y 2 Dedicación: 20h 48m Grupo mediano/prácticas: 20h 48m Parte teoría. Casos a definir según tamaño, composición y características del grupo de alumnos Sistema de calificación Sistema de evaluación El cálculo de la nota final del curso?nota?, se realiza mediante: Realización de 2 pruebas (Examen parcial "Np" y examen final "Nf"); Evaluación de los informes entregados y las exposiciones realizadas en clase referentes a los casos de teoría, "Ninf" Evaluación de los informes entregados y las exposiciones realizadas en clase referentes a las prácticas?npr? Siendo la nota de actas la mayor de entre: Nota = (Np*0,2+Nf*0,3+Ninf*0,3 + Npr*0,2) Nota = ( Nf*0,5+Ninf*0,3 + Npr*0,2) 5 / 6

6 Bibliografía Básica: Álvarez Flórez, Jesús A ; Bosch i Tous, Ricard. Tracció híbrida de vehicles. Barcelona: CPDA-ETSEIB, ISBN Otros recursos: Material audiovisual Nom recurs vehículo híbrido experimental (Laboratorio de Motores térmicos) Nom recurs sistema mixto para generación y tracción (Laboratorio de Máquinas Eléctricas) 6 / 6