Archivo por días: 20 febrero, 2012

Prototipo eléctrico: Primer ciclo de las baterías

El grupo encargado de desarrollar nuestro flamante coche eléctrico ha sido de los que más ha trabajado desde que empezó el curso (y antes!). Su misión es sustituir el sistema de propulsión que tradicionalmente hemos empleado de motor de combustión interna, por una alternativa completamente eléctrica. Y no es tarea fácil. No se trata sólo de sustituir un motor por otro, los motores eléctricos son máquinas relativamente sencillas si las comparamos con uno de gasolina, pero necesitan una serie de aparatos para su control, monitorización y por supuesto alimentación que nos abren un nuevo mundo de problemas ingenieriles que resolver. De estos subsistemas, el que más directamente afecta a las prestaciones del monoplaza es el conjunto de las baterías. Además de tener que almacenar la suficiente energía para que el coche tenga el rango necesario, suponen un peso y unas restricciones de espacio considerables, que condicionan la arquitectura de todo el resto de sistemas. Este año montamos unos módulos de la empresa finlandesa European Batteries, que ha sido extremadamente amable al patrocinar su costo íntegro.

Módulo de 24 celdas expuesto en el Motorshow Zaragoza

Módulo de 24 celdas expuesto en el Motorshow Zaragoza

Para el viernes se había programado el primer ciclo de descarga completo de las baterías, montadas sobre el chasis y con los motores conectados a la transmisión. Antes de arrancar el coche por completo y mover el eje para hacer el ciclo completo a las baterías, se optó por comprobar las distintas partes del circuito de control con la ayuda de un PC. Procedimos en primer lugar a realizar la precarga y la carga, que consiste en energizar los variadores de tensión que controlarán el movimiento del motor mediante una modulación por ancho de pulso (PWM). La precarga y la carga han sido automatizadas. Como primer paso, la tensión de las baterías se conecta a los variadores obligando a la corriente a pasar por una resistencia de precarga, lo cual hace que no se dé un pico de tensión a los variadores. Después, se puentea y se da la carga por concluida. Los sonidos secos que se oyen en el vídeo son precisamente los contactores cambiando de estado. Como se puede comprobar en el vídeo, todo el proceso funciona correctamente.

Ensayo en marcha

Ensayo en marcha

Realizamos el proceso anterior con los variadores conectados y los motores listos para moverse. Los siguientes pasos son realizar la operación de carga, activar el “key switch” (habilitador de los variadores) y simular el efecto del pedal acelerador con un potenciómetro sobre la mesa para prescindir de que alguien esté sentado de manera continuada en el monoplaza pisando el pedal. Las baterías tienen una capacidad de entre 80 y 90 amperios-hora y el sistema girando en vacío (con los bujes “al aire”, sin ruedas) consume sólo 17, por lo que la duración de la descarga se calculó duraría entre 4 y 5 horas.

Tras tres horas de funcionamiento ininterrumpido, se paró el test al detectarse que una de las juntas homocinéticas de la transmisión perdía aceite. El Grupo Transmisión acudió a reparar el problema y por la tarde se prosiguió el ensayo. A última hora, justo antes de que cerrara la Escuela, el sistema avisó de que las baterías habían llegado a su nivel mínimo recomendable de carga y se concluyó el ensayo. A pesar del pequeño problema mecánico del final, nos quedamos con unos resultados muy satisfactorios que validan nuestro trabajo y nos dan ánimo para el que aún nos queda.