UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS.

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CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ CONSULTA OPTATIVA 1

ASIGNATURA: Optativa 1 Grupo 1 TEMA 2: MODOS DE OPERACIÓN DEL AUTOMOVIL HIBRIDO Código Asignatura: 2791

Modelos de Autos híbridos

Los autos híbridos son una de las alternativas de transición al futuro del mundo del automóvil. Sus

bajas emisiones lo convierten en la alternativa ideal, poco contaminante. En estos artículos se

puede encontrar información sobre los autos híbridos, cómo funcionan, dónde y cuándo comprarlos

en nuestro país y mucho más. Hablaremos de modelos, características, precios y toda la

información, fotos y vídeos sobre los mejores coches híbridos del mercado. Si te interesa la

tecnología, si tienes pensado comprar un auto híbrido, estos son tus artículos de referencia.

El Lexus NX 300h

Figura 1: El Lexus NX 300h

Fuente: http://www.motorpasion.com/

Lexus está a punto de sacar al mercado un nuevo modelo, el NX 300h. Las primeras unidades llegarán a los

concesionarios a partir del 15 de septiembre, y todos los que lleven transmisión 4x4 (E-FOUR) llevarán de

serie un sistema de recarga inalámbrica por inducción para smartphones y otros dispositivos móviles.

Se trata del primer sistema de este tipo que se ofrecerá de serie en un coche. Situado bajo el apoyabrazos

central del coche, bastará con dejar el dispositivo en este compartimento y con eso será suficiente para que

se comience a cargar, sin tener que conectar ningún tipo de cable.

Lexus asegura que el sistema de recarga por inducción es además compatible con el uso del

teléfono con los sistemas de conexión Bluetooth e incluso WiFi. No todos los móviles están

preparados para recargarse mediante inducción, únicamente los que incorporan el standard

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Qi pueden cargarse sin cables, pero ese standard lo incorporan marcas como Asus, HTC, Huawei,

LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, BlackBerry y Sony.

Sin duda se trata de una novedad importante que bajo mi punto de vista hace que el Lexus NX

300h gane puntos frente a sus potenciales clientes. Porque tal vez los cargadores de móviles y

otros dispositivos que se conectan a la conexión de 12 voltios tal vez tengan los días contados

Mazda3 híbrido

Figura 2: Mazda 3 hibrido Fuente : http://www.motorpasion.com/

Actualmente pocos fabricantes han puesto híbridos Diesel en la calle: Citroën (DS), Mercedes-Benz, Peugeot y Volvo. Desde Japón llegan informaciones que ligan a Mazda con esa tecnología. Actualmente el fabricante de Hiroshima vende únicamente en su país el Axela SKYACTIV-HYBRID(Mazda3 en Europa), que combina un motor de gasolina y un motor eléctrico.

Según el diario nipón The Yomiuri Shimbun, Mazda está trabajando en un híbrido Diesel, ya sea

con el bloque 1.5 SKYACTIV-D de nueva generación, o con el 2.2 SKYACTIV-D. El objetivo sería

llegar a 40 km/litro en ciclo JC08, es decir, 2,5 l/100 km en homologación japonesa, aún menos

realista que la europea. Podría estar listo en el año fiscal 2016 (marzo 2016 a marzo 2017).

Es muy pronto para saber qué modelos podrían beneficiarse de esta motorización combinada,

incluso si va a llegar a producción en serie. Es razonable que Mazda, como fabricante, esté

probando varias estrategias para reducir sus emisiones de cara al futuro. Esta solución es una

más, aunque un poco discutible de cara al usuario.

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Figura 3. Motor diésel de Mazda 3

Fuente: http://www.motorpasion.com/

Sin embargo, Mazda no las tiene todas a su favor con esta tecnología. Para empezar, el motor

Diesel sigue siendo muy minoritario en Japón, con 76.000 unidades en total en 2013 frente a

más de 5 millones de unidades (se incluyen vehículos industriales ligeros). Difícilmente ese país va

a dieselizarse considerando todos los esfuerzos que hicieron en erradicar estas motorizaciones.

Audi A3 híbrido enchufable

Figura 4: Audi A3 Hibrido

Fuente: Ecomotor.es

Poco a poco van "cayendo" tanto marcas como segmentos en la "moda" (que no debe quedarse en ello) de la electrificación de los vehículos. En esta ocasión, la novedad viene de la mano de Audi, que acaba de presentar en Viena su primer híbrido enchufable que, como es lógico, se trata de una versión de su compacto, el A3. Pues por lo que más interesa cuando de un vehículo que utiliza la electricidad como uno de sus combustibles se trata: por la autonomía. Cincuenta kilómetros en modo exclusivamente eléctrico. Y como hablamos de un híbrido, esto es, un vehículo que combina un motor eléctrico (con una batería de iones de litio con una capacidad de 8,8 kWh) con uno de gasolina (un 1.4 TFSI de cuatro cilindros), hay que decir que vamos avanzando.

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Ya no son los ridículos cinco kilómetros de que "presumían" (o aún presumen) otros modelos híbridos. En este caso ya hablamos de un desplazamiento (urbano, eso sí) de una cierta "enjundia". En nuestro caso, fuimos capaces de trasladarnos del aeropuerto de Viena hasta el centro de la ciudad del Danubio en modo cien por cien eléctrico. Lo dicho, vamos avanzando.

Prestaciones

Tendremos que irnos acostumbrado a hablar de dos tipos de prestaciones en este tipo de vehículos: las que se alcanzan en modo exclusivamente eléctrico y las "normales" a las que llega cuando se trata de combinar ambos motores. En el caso del Audi A3 e-tron, a los 50 kilómetros de autonomía en modo exclusivamente eléctrico hay que añadir que su velocidad máxima en este caso llega hasta los 130 kilómetros por hora.

Por contra, si combinamos ambos motores estamos hablando de cifras del "universo Audi", esto es, 222 km/h de velocidad máxima, aceleración 0-100 km/h en 7,6 segundos, 204 CV de potencia (150 CV proporcionados por el motor de combustión), 350 Nm de par y una autonomía de 890 kilómetros. ¿Y el consumo? Estratosférico, al menos por las cifras dadas por la marca: 1,5 litros de gasolina a los 100 kilómetros, con unas emisiones de CO2 de 35 gramos por kilómetro.

¿Y cómo se gestiona la utilización de ambos motores? Mediante una tecla 'EV' en el cuadro de mandos, que nos permite alternar hasta cuatro modos de propulsión: 'EV', funcionamiento exclusivamente eléctrico (50 kilómetros de autonomía, recordemos); 'Charge', que da preferencia a la carga de la batería con el vehículo en marcha; ?Hold?, que almacena la energía en la batería a la espera de llegar a una ciudad; y 'Auto', en el que el vehículo combina ambos motores de la forma más eficiente posible.

Junto a los dos motores, una nueva caja de cambios S tronic de seis velocidades y doble embrague se encarga de gestionar la utilización de ambos motores para un rendimiento óptimo del vehículo.

En lo que se refiere al diseño del vehículo, las baterías van situadas bajo los asientos traseros, sin restar espacio a las mismas en comparación con las otras versiones del modelo. En total, el vehículo pesa 1.540 kilos, tan solo 300 más que un A3 ?normal?. Y en lo que se refiere al diseño es que la toma para la recarga de las baterías la encontramos? desplazando los característicos cuatro aros del logo de la marca situados en el frontal del vehículo. La carga de la batería oscila entre las dos horas y cuarto si utilizamos una toma industrial y las tres horas y 45 minutos si lo hacemos en cualquier enchufe doméstico.

Sensaciones

¿Sensaciones? Inmejorables en modo eléctrico, impagable conducir con ese silencio y esa suavidad que solo pueden ofrecer los vehículos propulsados cien por cien por energía eléctrica. Y en cuanto al comportamiento del vehículo, poco más podemos añadir a la sensación de conducir un A3, un modelo que ya lleva unos cuantos años dando mucha guerra en el subsegmento de los compactos de lujo.

El equipamiento de serie del A3 Sportback e-tron incluye, por supuesto, un pack de carga del vehículo con los dos tipos de enchufe, a lo que se suma una aplicación para smartphone para gestionar desde el exterior tanto la carga como la climatización del vehículo.

Desde finales de este mismo mes de julio ya se podrán hacer pedidos del primer híbrido enchufable de Audi, que en España costará alrededor de los 40.000 euros, y cuyas primeras entregas se realizarán en el cuatro trimestre del año.

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Ficha técnica

Motores: eléctrico y gasolina

Potencia: 204 CV

Par motor: 350 Nm

Consumo mixto: 1,5 litros/100 km

Tracción: delantera

Transmisión: S tronic de 6 velocidades

Velocidad máxima: 222 km/h

Aceleración: 7,6 segundos de 0 a 100 km/h

Precio: sobre los 40.000 euros

Q5 Hybrid Audi

Figura 5. Audi Q5

Fuente: Ecomotor.es

El primer híbrido de Audi fabricado en serie ya está listo. Se llama Q5 Hybrid Quattro y lo

primero que hay que decir es que es caro (57.400 euros). Lo segundo, que va muy bien. Y lo

tercero es que a pesar de estar bien resuelto tecnológicamente, no tiene demasiado sentido

comercial, al menos en Europa. Y es que las versiones turbodiésel convencionales ya

disponibles ofrecen casi las mismas prestaciones, consumos y emisiones de C02, aunque con

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mayores emisiones de partículas y óxidos de nitrógeno (NOx). Pero lo más importante de este

coche es que supone la llegada al mercado de una mecánica híbrida muy moderna que

servirá de base para implantarla en otros modelos de Audi y del resto del grupo Volkswagen.

Ese es el primer paso y el más importante para empezar a reducir los costes: cuantas más

unidades se fabriquen antes bajarán los precios. Por eso, aunque el Q5 Hybrid está solo al

alcance de algunos privilegiados con economías muy saneadas, su comercialización es clave

para empezar a popularizar las nuevas tecnologías. El mejor ejemplo es el Prius, que aunque

al principio era caro y aportaba poco, lleva ya más de dos millones de unidades vendidas y la

tercera generación está demostrando su madurez tecnológica y rentabilidad real, como

demuestra su implantación masiva en el exigente sector del taxi. 5.000 euros de sobrecoste y 9.600 de sobreprecio, más caro que un 3.0 V6 turbodiésel Aunque la marca alemana había vendido hace algunos años pequeñas series casi artesanales del Duo, un familiar con mecánica híbrida y base del Audi 100, el Q5 Hybrid será su primer híbrido fabricado en gran serie y da el banderazo de salida a la implantación de este tipo de mecánica en la mayoría de los modelos de la marca. Los A7 y A8 serán probablemente los siguientes en la lista. El problema es que este coche tiene un precio excesivo, y en parte de forma artificial. Así, según Audi, el coste del módulo de la mecánica híbrida es de unos 5.000 euros. Pero el Q5 Hybrid cuesta 57.400 euros, 9.600 más que un Q5 con el mismo motor 2.0 TFSi de 211 CV (47.840). El híbrido gasta menos: 6,9 litros y emite 159 g/km de CO2, frente a 8,6 y 199 gr/km del Q5 normal. Y las prestaciones son similares: 7,1 de 0 a 100 km/h y 225 km/h, frente a 7,2 y 222 km/h. Pero el Q5 Hybrid añade detalles extras que son opcionales en su hermano, como unas llantas especiales de 19 pulgadas y la última evolución del sistema de información MMI, que incluye un navegador superior para poder ver los gráficos de funcionamiento del sistema híbrido. Por lo demás, apenas se distinguen por las siglas Hybrid, la parrilla -en esta versión tiene fondo negro- y por los escapes cromados.

Al volante: suavidad y poderío mecánico El Q5 Hybrid lleva un motor 2.0 TFSi de gasolina (211 CV) y otro eléctrico (54 CV) que rinden en total 245 CV, porque no entregan la potencia máxima a la vez. El motor eléctrico se alimenta con unas baterías de ion-litio de 1,36 kWh que se recargan en marcha recuperando la energía que se produce al frenar y que en los coches convencionales se pierde, salvo en los que llevan el sistema Start&stop. Pero también se utiliza la energía del motor de combustión en determinadas circunstancias para recargar las pilas. Sin embargo, lo que importa es el resultado y el apoyo del módulo eléctrico mejora las prestaciones y la eficiencia al aprovechar el combustible, al menos en ciudad.

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Figura 6.estructura del Audi Q5

Fuente. Motor pasión

El Q5 Hybrid se conduce como cualquier coche normal con cambio automático, aunque funciona diferente. Arranca con un botón y como no hace ruido, solo se sabe que está en marcha cuando la aguja del reloj izquierdo del cuadro indica la palabra “ready”. El primer impulso para ponerse en movimiento desde parado lo aporta el motor eléctrico, que tiene más fuerza, y si se pisa poco el pedal sigue circulando con las baterías, al menos hasta que la velocidad o la presión sobre el acelerador provocan que arranque el motor de gasolina. Su eficiencia se aprecia y se disfruta sobre todo en ciudad, porque entre el módulo híbrido y el Start&stop reducen al mínimo el trabajo del motor de gasolina y rebajan el consumo. Y responde con una suavidad exquisita. El cambio automático de ocho marchas evita pisar pedales y tirar de palanca de cambio en el uso urbano, y apenas se nota cuando sube o baja de marcha. El coche es muy agradable y relajante de conducir, porque hace que todo sea fácil y se maneja con dos dedos. En carretera muestra también un poderío imponente cuando se le exige, porque tiene 245 CV, un cambio muy rápido y bien escalonado que permite sacarle todo el partido y la tracción Quattro, un extra en seguridad, sobre todo en pisos con mala adherencia. Las ventajas de la mecánica híbrida se difuminan mucho en carretera, porque el sistema híbrido pierde gran parte de sus ventajas y casi todo el protagonismo. Así, hasta 100 o 120 km/h apoya algo, pero a partir de ahí apenas entra en acción: solo recupera energía al frenar o levantar el pie del gas. Y en realidad, únicamente actúa de verdad cuando se acelera a fondo, situación en la que se suma la potencia de los dos motores. El funcionamiento se ve perfectamente en las dos pantallas, tanto en la central de la instrumentación como en la del navegador.

Figura 7: Tablero del Audi Q5

Fuente . Motor pasión Por lo demás, el nuevo Q5 incluye un botón que permite circular hasta tres kilómetros a 60 km/h con las baterías, por ejemplo, para aparcar o circular en garajes y atascos sin contaminar. Y puede alcanzar 100 km/h en modo eléctrico. En este sentido mejora los resultados del Prius, que apena llega a dos kilómetros en modo eléctrico a baja velocidad. Resumiendo, el primer híbrido de Audi aporta la respuesta inmediata y la mayor suavidad de los motores de gasolina, más agradables y refinados que los turbodiésel. La diferencia de emisiones de CO2 no resulta definitiva, pero es también más limpio, sobre todo en ciudad: apenas produce partículas ni óxidos de nitrógeno (NOX), la pega de los coches de gasóleo. Y como lleva las baterías integradas en el hueco de la rueda de repuesto, conserva la habitabilidad y el maletero de los demás Q5.

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Kia Optima Hybrid

Figura 8. Kia Optima Hybrid

Fuente . Motor pasión

Hyundai va a apostar muy fuerte por el coche híbrido y lo ha dejado plasmado en su nuevo Sonata presentado recientemente y que por ahora no se comercializará en Europa. Las estrechas relaciones industriales con Kia benefician a esta de un constante trasvase de tecnología y su berlina Optima no será una excepción. La nueva generación de este modelo llegará a nuestro mercado a finales de 2015 y con ella vendrá una versión híbrida de última tecnología. El motor híbrido desarrollado por Hyundai también podrá ser enchufable y se caracteriza por incluír el motor eléctrico en la propia caja de cambios automática.

Figura 9: Estructura Kia Optima

Fuente . Kia Motors Decíamos que a nivel mecánico el Kia Optima Hybrid 2014 apenas ha cambiado. Seguirá utilizando

una combinación de motor térmico, de gasolina, de 2.0 litros y un motor eléctrico de 35 kW que

en conjunto entregan 177 CV a 5.500 rpm y un suculento par máximo de 319 Nm entre 1.000 y

2.000 rpm. Como intermediario, un cambio automático que en sustitución de un convertidor de

par al uso se ha posicionado entre el cigüeñal y el motor eléctrico.

Cuando lo probamos, hace ahora año y medio, nos convenció por ofrecer un tacto diferente y un

cambio de marchas más intuitivo que los variadores continuos que a menudo vemos en otros

híbridos. Pero con los consumos tan reducidos del diésel intuimos que sus ventas seguirán siendo

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prácticamente testimoniales, al menos en nuestro país. A nivel de puesta a punto, Kia advierte que

han mejorado el tacto de la frenada regenerativa con un sistema de frenado más ligero e intuitivo

para el conductor.

Con llanta de 17”, el Kia Optima Hybrid ofrece un consumo oficial en ciclo mixto de 5,1 litros y

unas emisiones de 119 g/km de

Toyota Prius

Figura 10: Toyota Prius

Fuente . Toyota

Se trata del modelo pionero que ha popularizado el coche híbrido y tiene la ventaja de haber pegado el primero y llevar más tiempo invertido en investigación y desarrollo. Aunque todavía falta para el relevo del actual, ya se sabe que el nuevo Prius de cuarta generación gastará un 10 por ciento menos, será más ágil y mejorará sus prestaciones.

Motor térmico ciclo Atkinson Origen: Japón Carrocería: sedán, 5 puertas, 5 plazas Motor:

Tipo: 4 cilindros en línea, 16 válvulas, DOHC, VVT-i

Cilindrada: 1.798 cm³ (1.497 cm³ en las anteriores versiones)

Material de la culata: aleación de aluminio

Material del bloque motor: aleación de aluminio

Combustible: gasolina de 95 octanos (o más)

Tipo de inyección: EFI secuencial multipuerto, L-Jetronic

Encendido: sistema de encendido directo (DIS)

Relación de compresión: 13:1

Potencia máxima: 99 CV a 5.200 rpm (77 CV SAE -57@5000 kW/rpm en las versiones anteriores)

Par motor máximo: 142 Nm a 4000 rpm (115 Nm a 4000 rpm en las versiones anteriores)

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Honda HR-V Hybrid

La proliferación de SUV de tipo urbano ha decidido a Honda resucitar este modelo pero adecuándolo a las necesidades actuales. De estética muy próxima a la de su hermano mayor CR-V, incluirá una versión híbrida en su gama. Aprovechará para ello la misma tecnología de última hornada que veremos en el Jazz. Su comercialización se prevé para la segunda mitad de 2015.

Figura 11. Ficha técnica Fuente . Motor pasión

Ford C-MAX Hybrid

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Figura 12: Ford C-MAX Hybrid

Fuente: Motor Pasión

En Estados Unidos los antes aliados en materia de híbridos, Ford y Toyota, compiten entre ellos con dos monovolumen, el C-MAX Hybrid y el Prius V (Prius+ en España). Ford se vio obligado a reconocer que el consumo homologado de su híbrido era de 43 millas por galón en vez de las 47 millas por galón prometidas. Es lo mismo que le pasó a Hyundai y Kia, al revisarse la homologación sus consumos oficiales se elevaron, lo cual produjo un desplome en sus ventas a partir de agosto. Solo en septiembre las entregas bajaron a la mitad. Ford va a meter más dólares en el C-MAX híbrido para hacerlo más atractivo para el consumidor. La medida de millas por galón es inversa a la que usamos en Europa, cuanto mayor es la cifra de mpg, menor es el consumo. En homologación, el Prius V rinde 42 mpg, el C-MAX 43 mpg, solo un poco mejor. Eso son los datos oficiales, pero los no oficiales (basados en usuarios reales) dicen otra cosa:

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Figura 13. Indicativo de consumo

Fuente. Motor Pasión

Basándose en el resultado de 26 usuarios, el 2012 Prius V rinde 41,7 mpg, prácticamente los 42 mpg de homologación. El 2013 C-MAX Hybrid baja a 39,2 mpg, se aleja de homologación, pero antes era un canteo: de 39,2 a 47 hay mucho. De 39,2 a 43 es algo más razonable. Son datos de 115 usuarios, más fiables estadísticamente. En el primer trimestre de 2014 las ventas del C-MAX Hybrid han bajado un 54% hasta 3.933 unidades. Para las unidades MY 2013 que quedan en stock están ofreciendo financiación al 0% durante 72 meses, además de un cheque de 1.250 a 2.750 dólares. Eso suena a soborno al cliente, pero igualmente se agradece. Ahora mismo el peor enemigo del C-MAX Hybrid no es el Prius familiar, sino el Fusion Hybrid, que tiene un mejor rendimiento de combustible (47 mpg). Además, coches similares como el Mazca CX-5 2.0 SKYACTIV-G tienen un rendimiento similar con una tecnología mucho más simple. No lo tiene todo a su favor.

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Baterías de autos Híbridos Las baterías son el elemento fundamental de híbridos y eléctricos. En ellas está la clave de su viabilidad técnica y económica, el principal problema y, por tanto, también el mayor desafío tecnológico dentro de este tipo de planta motriz que parece condenada a conquistar el mundo a cámara lenta. Las baterías constituyen ya el presente y tal vez el futuro del coche eléctrico, por lo que es fundamental empezar a conocerlas con detalle Para impulsar un vehículo mediante electricidad es necesario poder generar o transportar enormes cantidades de energía eléctrica dentro del propio vehículo. La generación de energía eléctrica a través de una pila de combustible de hidrógeno, ya tratada en esta misma serie de artículos , se presenta como una posible solución a bastante largo plazo. Mientras tanto, las baterías constituyen ya el presente y tal vez el futuro del coche eléctrico por lo que es fundamental comprender su funcionamiento, sus limitaciones, su situación tecnológica actual y sus perspectivas de futuro. Fundamentos básicos de una batería

Figura 14: fundamentos básicos

Fuente : motor pasión

Una batería es un conjunto de células, en cada una de las cuales tiene lugar una reacción química reversible en la que se produce un intercambio de iones y electrones entre sus dos polos. En la “dirección de descarga”, se produce una corriente eléctrica que es capaz de mover el motor eléctrico que impulsa el coche, mientras que en la “dirección de recarga” iones y electrones vuelven a su situación original a partir de un aporte de energía externo.

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Las dos características fundamentales, que determinan el comportamiento, rendimiento y duración de una batería son, por un lado, los elementos químicos escogidos para dar lugar a la reacción dentro de cada célula y, por otro, la electrónica que controla todo el proceso de descarga y recarga. Este artículo se centra exclusivamente en la parte química. Las células de la batería son su parte esencial, determinando su coste y rendimiento, de forma que la mayoría de los esfuerzos investigadores se encuentran actualmente dirigidos a mejorar este elemento clave. Cada célula consta de un cátodo (electrodo positivo) un ánodo (electrodo negativo) y un electrolito, que separa ambos electrodos y constituye el medio neutral para la transferencia de carga dentro de la célula. Antes de entrar en las diferentes químicas posibles, cabe decir que las células pueden adoptar forma prismática, cilíndrica o de plancha, aportando diferentes ventajas e inconvenientes en cuanto a densidad energética, disipación del calor y aprovechamiento del espacio, que las convierten en más o menos adecuadas para los diferentes usos. Químicas posibles para baterías de coches eléctricos

Figura 15: BATERIA

Fuente : Motor Pasión Las propias baterías de Ion-Litio constituyen una amplia familia de opciones químicas diversas que sólo comparten entre sí el Litio como elemento fundamental Últimamente, parece darse por sentado que las baterías de Ion-Litio son las más adecuadas para el uso automovilístico , y posiblemente sea así. No obstante, no es esta la única posibilidad que existe y, de hecho, las propias baterías de Ion-Litio constituyen una amplia familia de opciones químicas diversas que sólo comparten entre sí el Litio como elemento fundamental, pero no el resto de elementos implicados.

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Existen tres tipologías de baterías, atendiendo a su química, cuyo desarrollo actual las hace adecuadas para alimentar el motor de un coche eléctrico: las baterías de Plomo-Ácido, las baterías de Metal-Níquel y, finalmente, las baterías de Ion-Litio. Escoger entre los diferentes tipos de baterías es siempre una decisión de compromiso entre densidad energética, potencia específica, costes, seguridad y durabilidad. Las baterías de Plomo-Ácido son la opción de bajo coste, y se han utilizado durante décadas para arrancar nuestros motores de combustión. Entre sus ventajas, además del bajo coste y estandarización universal, se encuentran su buena potencia específica (W/kg), buen comportamiento en un amplio rango de temperaturas, buena retención de la carga en el tiempo y son relativamente fáciles de reciclar. Sólo pueden almacenar unos 40 Wh/kg, una densidad energética muy pobre como veremos más adelante.

Modelos de autos eléctricos Un vehículo eléctrico es un vehículo propulsado por uno o más motores eléctricos. La tracción puede ser proporcionada por ruedas o hélices impulsadas por motores rotativos, o en otros casos utilizar otro tipo de motores no rotativos, como los motores lineales, los motores inerciales, o aplicaciones del magnetismo como fuente de propulsión, como es el caso de los trenes de levitación magnética. Los vehículos eléctricos destacan por su alto rendimiento en la transformación de la energía eléctrica de la batería en la energía mecánica con la que se moverá el vehículo (60-85%), frente al rendimiento de la transformación de la energía del depósito de gasolina en la energía mecánica que mueve un vehículo de gasolina (15-20%).

14 El presente y futuro de las baterías del vehículo

eléctrico parece pasar por la batería de ion de litio, que cada vez se fabrica con mayor densidad de carga y longevidad permitiendo mover motores más potentes, aunque por ahora la autonomía media de un utilitario eléctrico se encuentra en torno a los 150 km. No obstante, deportivos eléctricos más caros han conseguido aumentar esa autonomía hasta los 483 km, como el modelo de 70 kWh del Tesla Roadster. , Con el objetivo de saber el consumo que supone el vehículo eléctrico, existen distintas herramientas, como el programa CEVNE

15 o el usar tablas de consumo

cada 100 km de los principales vehículos eléctricos salidos y por salir en un corto plazo de tiempo y el consumo de kWh de la batería por cada 100 km de cada uno de ellos y de la media.

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Tabla 1: consumo de batería

Fuente : Motor Pasión

Ford Focus Electric

Figura 14: Ford Focus Electric

Fuente: Motor Pasión

El Ford Focus Electric es una de 5 puertas con portón trasero coche eléctrico producido

por Ford . El Focus Electric es la primera producción completa de Ford, totalmente eléctrico de

vehículos de pasajeros, y la producción comenzó en diciembre de 2011. Las entregas para clientes

de la flota de los Estados Unidos comenzaron en diciembre de 2011, y fue lanzado a los clientes

minoristas mayo 2012 sólo en California, Nueva York y Nueva Jersey, en número limitado, seguido

por los otros 16 mercados iniciales en el tercer trimestre de 2012.

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Conectividad y otras características

El Ford Focus Electric introducirá nuevas características y un alto nivel de conectividad tecnológica

que incluye una versión única de la MyFord Touch conductor conecte sistema adaptado para los

vehículos eléctricos, un nuevo valor de característica de carga impulsado por Microsoft y

un teléfono inteligente aplicación llama MyFord Mobile que los propietarios pueden utilizar para

controlar y cargar sus vehículos de forma remota. [ 10 ][ 20 ]

La versión especializada de la tecnología MyFord Touch para el Focus Electric ofrece una

presentación innovadora de la información del vehículo, tales como la batería estado de carga ,

distancia a cargar puntos, rango de presupuesto y el margen rango esperado.Característica

MyView del sistema permite a los conductores para acceder aún más datos del vehículo

incluyendo las demandas eléctricas de accesorios de vehículos, como aire acondicionado, lo que

puede afectar el campo de prácticas. Esta característica se utiliza para planificar los viajes con

múltiples paradas dentro de la gama del coche y para localizar estaciones de carga . El sistema

MyFord Touch mejorado también permitirá a los conductores personalizar la pantalla sobre una

base caso por caso de acuerdo con los propietarios de diarios, necesidades semanales o

mensuales de conducción.

Inspirado en el Ford Fusion Hybrid creciente hojas verdes de primera generación SmartGauge con

EcoGuide , la pantalla del cuadro Focus Electric utiliza las mariposas azules para representar el

rango superávit allá destino punto de carga de los controladores, a medida que más mariposas se

muestran mayor es el rango es, y la mariposas azules desaparecen gradualmente a medida que la

batería del coche se agote. Ford dice que los diseñadores se inspiraron en el efecto mariposa , un

fenómeno en el que un pequeño cambio, tales como la elección para conducir un vehículo

eléctrico, puede tener un enorme impacto. Al final de cada viaje una pantalla de visualización

proporciona la distancia conducida, millas adquirida a través de frenado regenerativo , el ahorro

de energía consumida y un gasolina comparativa alcanzados por la conducción eléctrica.

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Mitsubishi i-Miev

Figura 14. Mitsubishi i-Miev

Fuente . Motor Pasión

Primo hermano de los Peugeot iOn y Citroën C-Zero, este Mitsubishi I-MIEVcomparte

tecnología eléctrica y sale más barato. El Mitsubishi i-MIEV se renueva y estrena novedades a

nivel estético, mecánico y económico. En el primer apartado, los faros delanteros son ahora de

LED y consumen menos electricidad, pero los cambios más importantes afectan al conjunto

mecánico. El motor eléctrico se ha optimizado para rebajar el consumo, de forma que ahora

consigue una autonomía de 160 kilómetros. El par máximo, por su parte, pasa de 180 a 196 km/h y

un avisador acústico recuerda que el cable de carga está conectado al coche. Un nuevo i-MIEV

que ahora cuenta con más equipamiento de confort, destacando un equipo de audio que se instala

en el panel central del salpicadero. Lo más importante del nuevo Mitsubishi i-MIEV, son los

cambios en el precio. Ahora es un 20 por ciento más barato. ¿Electrodoméstico o solución urbana?

La verdad es que tiene un poco de ambas cosas. No transmite grandes sensaciones al volante, así

que se puede considerar un primo lejano de la lavadora, pero no se puede negar que es un coche

muy logrado y que no hay manera más práctica y limpia de moverse sobre ruedas. Lo que falla,

para que se pueda generalizar, son las infraestructuras. Por el momento, solo es válido para

empresas o personas que siempre realizan un recorrido fijo.

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Volkswagen e-up!

Figura 15: Volkswagen e-up!

Fuente . Motor Pasión

Su fabricante, promete que el Volkswagen e-up! puede llegar a alcanzar una autonomía máxima de 150 km. Sus baterías se cargan al 80% en solo 30 minutos, su motor eléctrico tiene 82 CV y 210 Nm de par como máximo. La velocidad máxima del eléctrico de VW es de 135 km y su precio, de 26.300 euros

El Volkswagen e-up! es el primer coche con un funcionamiento 100% eléctrico que los chicos de

Volkswagen van a poner a la venta. La presentación está prevista para el Salón de Frankfurt que

se va a realizar este año. Al menos, así lo ha acaba de anunciar la marca durante la Conferencia.

Renault ZOE

Figura16: Renault ZOE Fuente : Motor pasión

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El Renault ZOE es un utilitario, pero bastante largo,por lo que se acerca bastante a un compacto de tamaño medio. Mide 4,08 m, cinco puertas, cinco plazas y un maletero bastante generoso de 338 litros de capacidad. Es un coche muy a tener en cuenta para quien no se apañe con uno tan pequeño como los dos que hemos mencionado antes. Su motor tiene 88 CV de potencia, y sus prestaciones son muy razonables: acelera de 0 a 100 km/h en 13,5 segundos y su velocidad máxima es 135 km/h. Una de sus bazas es la autonomía, pues alcanza los 210 km (homologación europea). Admite recarga lenta y recarga rápida a 43 kW, o sea que en una media hora se puede recargar. Hay tres niveles de acabado a elegir, pero cualquiera viene ya bien equipado de serie con elementos como el climatizador, la bomba de calor, que consume menos energía, y el sistema de conectividad multimedia con navegador GPS y pantalla táctil. Aunque es un coche muy satisfactorio y “redondo” por espacio, maletero, conducción y prestaciones, se le puede criticar que algunos plásticos del interior desmerecen un poco visualmente. Es aun así muy recomendable. Juega además la baza de un precio de compra muy atractivo, desde 21.250 euros, pero con la batería en alquiler, que implica una cuota mensual a partir de 79 euros (pero que significa también tener garantía de por vida para la batería). Descontando ayudas y plan PIVE se quedaría en 13.750

euros. De manera aproximada, solo para comparar precios, podríamos pensar que con la batería en propiedad vendrían a ser unos $40000

BMW i3

Figura17: BMW i3

Fuente : Motor pasión

El BMW i3 es un producto un poco diferente a los tres anteriores que hemos visto, pues viene rodeado con cierta aura de deportividad y exclusividad que le otorga la marca premium que lo fabrica, y por una construcción bastante novedosa. Es un coche también utilitario, pues mide 4,0

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m de largo, pero tiene cierto aspecto de pequeño monovolumen. Tiene cuatro plazas y cinco puertas, un poco peculiares, pues las traseras solo se pueden abrir si se abren primero las delanteras y sus ventanillas no se abren. Es muy potente y rápido, y su conducción es excelente. Tiene 170 CV y acelera de 0 a 100 km/h en tan solo 7,2 segundos, con una velocidad máxima de 150 km/h. Está construido con aluminio, fibra de carbono y plástico para reducir peso y ser más ligero de lo que viene a ser normal en un coche eléctrico (donde las baterías pesan bastante). Tiene 190 km de autonomía homologada. Su diseño es peculiar, y quizás se note todavía más en el interior, donde además de muy moderno, se notan de manera clara los orígenes de los materiales, algo que igual no gusta a todo el mundo (por el aspecto visual de algunos plásticos reciclados). Las plazas traseras no son muy espaciosas, y tampoco se viaja muy cómodo debido a lo alto que está el suelo. Se puede comprar a partir de 35.500 euros, con la batería en propiedad. Hay cuatro niveles de acabado, y un inconveniente, más que ventaja, es que la lista de opciones es muy larga, y cara. Por ejemplo la recarga rápida es opcional, no es de serie como en el resto de modelos de los que hablamos en esta lista, y cuesta más de 1.000 euros (el navegador GPS por ejemplo, o la bomba de calor, también son opcionales). El más básico se quedaría en unos 28.000 euros, después de descontar ayudas y plan PIVE. Añadiendo varias opciones resulta más caro que otros. También de manera opcional se puede pedir el sistema de autonomía extendida, por 4.490 euros más, que implica montar un pequeño motor de gasolina, que permite tener 340 km de autonomía en total. Estuvimos en su presentación y también lo probamos.

Nissan LEAF

Figura18: Nissan LEAF

Fuente : Motor pasión

El Nissan LEAF es el coche eléctrico más vendido en el mundo, suma ya más de 100.000 unidades en total, y sigue creciendo. Es una berlina de tamaño medio de 4,44 m de largo, con cinco plazas y un maletero de 370 litros. Su diseño es un tanto especial, quizás por su origen japonés, quizás por anteponer la aerodinámica a otros aspectos. Es un coche de conducción muy refinada y confortable, realmente silencioso. Tiene 109 CV, acelera de 0 a 100 km/h en 11,5 segundos y puede alcanzar los 145 km/h. Su autonomía

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homologada es de199 km. Admite recarga lenta y también recarga rápida a 50 kW de potencia, que viene a suponer media hora. Hay tres niveles de acabado a elegir, y se puede comprar tanto con la batería en propiedad (algo más caro), como con la batería en alquiler (algo más barato, a cambio de luego tener que pagar una cuota mensual, pero también garantía e por vida en la batería). Es un coche bien equipado, salvo en la versión más básica Visia, que prescinde el sistema multimedia con navegación GPS y de la bomba de calor, entre otras cosas. Con la batería en alquiler se puede comprar a partir de 24.000 euros (Visia), 27.800 euros (Acenta, que ya tiene GPS y bomba de calor), o 30.200 euros (Tekna, con tapicería de cuero y faros Full LED), más una cuota mensual a partir de 79 euros por la batería. Con la batería en propiedad serían 29.900 euros, 33.700 euros y 36.100 euros respectivamente. Es decir que, descontando las ayudas y el planPIVE habría una versión básica por unos 16.500 euros, con la batería en alquiler, o unos 22.400 euros con la batería en propiedad. Quien quiera saber más puede leer nuestra prueba.

Volkswagen e-Golf

Figura19: Volkswagen e-Golf

Fuente : Motor pasión

El Volkswagen e-Golf está siendo lanzado ahora mismo. Hemos tenido ocasión de probarlo el mes pasado, y de conocer sus detalles técnicos. Es un coche que no puede faltar en esta lista por lo bien hecho que está y porque su diseño más convencional puede animar a mucha gente a comprarse uno, aunque es algo más caro. Es una versión de Golf más dentro de la gama. Mide 4,25 m de largo, tiene cinco plazas, cinco puertas y un maletero de 343 litros. Su motor entrega casi 116 CV, acelera de 0 a 100 km/h en 10,4 segundos y alcanza los 140 km/h de velocidad máxima. Tiene una autonomía homologada de 190 km. Admite recarga lenta y también recarga rápida a 40 kW de potencia.

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Su principal baja es la elevada calidad de acabado interior visual, y las cotas interiores del habitáculo, que lo hacen muy cómodo y espacioso, así como su refinamiento de conducción y marcha. Solo hay un nivel de acabado, que viene muy bien equipado de serie con faros Full LED y equipo multimedia con navegador GPS). Es una pena que la bomba de calor para la calefacción sea opcional. En España no se conoce el precio aún, pero en Alemania se vende ya por 34.900 euros. Por lo que vimos con el Volkswagen e-Up!, que finalmente se vende en España por 600 euros menos que en Alemania, podríamos suponer de manera bastante aproximada que el precio del e-Golf en España no será muy diferente al de Alemania. Descontando las ayudas y el plan PIVE estaríamos hablando de unos 27.400 euros (aproximadamente).

BATERÍAS DE LITIO PARA VEHÍCULOS ELÉCTRICOS El vehículo eléctrico tiene su talón de Aquiles en las baterías. Precio y autonomía condicionan la implantación del coche eléctrico, La causa principal para que no se masifique la industria del coche eléctrico es la baja densidad energética de las baterías de Litio-ión. Entre otras empresas IBM ha emprendido un audaz proyecto llamado “Battery 500”, para desarrollar mediante nanotecnología una batería de Litio-aire que tenga una autonomía de recorrido por carga de 500 millas (800 kilómetros), logrando una densidad energética de 1.500 a 2.000Wh/kg. Otra ventaja de estas baterías sería que necesitan menos compuestos y serían más sencillas que las actuales, cuyo resultado sería baterías más baratas. Según IBM la fase de estudio científico llevará unos tres años y se estima una comercialización para el año 2020. Si el producto sale adelante, se produciría la esperada revolución energética con el despegue del automóvil eléctrico. Así funciona la batería de Litio-aire. El principio se puede comparar con el motor de gasolina, que toma el aire del exterior para realizar la combustión interna. En esta batería, se toma el aire del exterior para provocar una reacción química. Durante la descarga (conducción), el oxígeno del aire aspirado reacciona con los iones de litio, formando peróxido de litio en una matriz de carbono. Al recargar, el oxígeno es devuelto a la atmósfera y el litio vuelve al ánodo. Se reemplaza el pesado cátodo de óxido metálico de las baterías actuales por un ligero cátodo de aire. El ánodo consiste en una carcaza con carbonato de litio. También grupos de investigación en las universidades de Hanyang (Corea), de Roma Sapienza, del Changchun Institute of Applied Chemistry en China y del Massachusetts Institute of Technology (MIT) en EEUU, han publicado algunos resultados de los experimentos, entre los que destaca un nuevo compuesto que permite a las baterías de Litio-aire tener una vida útil mucho más larga. Existen rumores de que ya hay fabricantes probando esta tecnología. A la mencionada desventaja del peso de estas baterías se añade su elevado precio. Tomaremos como ejemplo el automóvil eléctrico Nissan Leaf, el más vendido, que tiene una batería con capacidad de 24kWh y potencia de 80kW; su autonomía de recorrido es de 175 kilómetros. Tomando del cuadro una densidad energética media, la batería tendría un peso de 24.000/135 = 178 kilogramos. EL FUTURO DEL COCHE ELÉCTRICO

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Por el continuo desarrollo tecnológico de la batería de Litio-ión (por ejemplo el incremento de la densidad energética) y la competencia entre fabricantes, en el futuro los precios de estas baterías se irán reduciendo y seguirá incrementándose su demanda (aunque en 2012 todos los fabricantes vendieron menos automóviles eléctricos de los proyectados). La producción mundial de litio en 2011 fue de 30.000 toneladas y su crecimiento anual entre 2004 y 2011 el 9,4%, valores que aumentarían mucho si se masificara el uso de estos automóviles. Sin embargo, el gran y ansiado repunte de la industria del automóvil eléctrico, que dispararía la demanda de litio, se daría si se hace realidad la batería de Litio-aire, que con su densidad energética media, la batería pesaría solo 24.000/1.750 = 14 kilogramos. Además de ser más barata y sencilla, le daría al automóvil eléctrico una autonomía de recorrido mucho mayor, convirtiéndolo en competidor aventajado del contaminador automóvil propulsado por combustibles fósiles. Las limitadas reservas de petróleo y fundamentalmente los graves problemas ambientales derivados de la utilización cada vez mayor de motores de combustión, alimentados por derivados del petróleo, que ocasionan el calentamiento global, cuyos efectos comienzan a sentirse cada vez con mayor intensidad, han movido a buscar un sustituto energético limpio del petróleo, en principio por lo menos para el accionamiento de automóviles ligeros. William Tahil indicaba en 2007 que la flota automovilística mundial era de 1.000 millones de vehículos y que anualmente se producían 60 millones. Por la excepcional cualidad del litio, de su elevada densidad energética, es decir la relación que hay entre la cantidad de energía que puede acumularse y su peso (tiene un peso específico de 0,53, muy bajo por ejemplo frente a otros elementos utilizados en baterías como 11,36 del plomo, 8,90 del níquel y 8,65 del cadmio), es la mejor alternativa para la fabricación de baterías que accionen los automóviles eléctricos, por lo que muchas empresas están inmersas en el desarrollo de baterías de litio que provean tanto autonomías de recorrido como velocidades aceptables (a mayor velocidad menor recorrido y a la inversa), que por el momento y a pesar de los avances de las baterías de Litio-ión, no son las deseables y por ello la industria del automóvil eléctrico no tiene el avance que se había previsto. Algunas potencias y recorridos ofrecidos por fabricantes de automóviles eléctricos son: Peugeot iOn 49 kW y 150 Km; Renault Zoe 65 kW y 210 Km y Nissan Leaf, 80 kW y 175 Km.

EVOLUCIÓN DE LA DENSIDAD ENERGÉTICA DE BATERIAS

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Tabla2: Densidad energética de baterías y su relación con el petróleo

. Fuente: Wikipedia

El desarrollo de la densidad energética de los principales tipos de acumuladores de energía (baterías) en Watts.hora/kilogramo (Wh/kg) puede resumirse en el cuadro que sigue, donde se ha incluido el petróleo para compararlo especialmente con las baterías utilizadas para accionar automóviles eléctricos. Como se observa del cuadro, todas las baterías, excepto la de Litio-aire, que está en la fase experimental, están demasiado lejos de la densidad energética del petróleo. Las baterías de Litio-ión son las más utilizadas en los automóviles eléctricos y su densidad energética es 65 a 130 veces menor a la del petróleo, por lo que pesan bastante y aun así los recorridos por carga son muy limitados. Las baterías de Plomo-ácido se las usa principalmente para motores de arranque de automotores. Las baterías de Níquel-Cadmio, Níquel-Metal-Hidruro (NiMH) y Litio-ión, así como las pilas alcalinas son utilizadas en dispositivos electrónicos (celulares, laptops etc.). Las baterías de Litio-ión son usadas también para el accionamiento de automóviles eléctricos o híbridos y las baterías de Litio- aire, que están en desarrollo, accionarían automóviles eléctricos con gran autonomía de recorrido. La eficiencia energética de las baterías de Litio-ión es de 90%, comparada con 82% de las baterías de Plomo-ácido y 70% de las de NiMH. Las batería de Litio-ión pueden generar voltajes mucho mayores que las de NiMH. En lo que a ciclos de carga y descarga soportados se refiere, se tiene unos 1.400 para el NiMH frente a los 2.500-3.000 del Litio-ión.