Publicado por Taller Actual

¿Vehículos Híbridos o Eléctricos? (Parte 4)

VISTAS 196


Parte 4

Por Diego Riquero Tournier

Motores Eléctricos:

Siguiendo el esquema presentado en la figura 7, vamos analizar las principales características de los motores utilizados por la industria automotriz para vehículos eléctricos e híbridos.

El ejemplo abajo representa una aplicación de vehículo Hibrido, pero las características generales son muy similares cuando se compara con una aplicación 100% eléctrica; la principal diferencia estaría definida por la potencia del motor y la tensión de trabajo.

Es verdad que existen algunos fabricantes y sistemitas que utilizan algunas aplicaciones de motores eléctricos accionados por corriente directa (DC), pero lo más común en el mercado es encontrar aplicaciones que trabajan con corriente alterna (AC).

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El motor que vemos en la figura tiene 3 funciones:

a) Actúa como motor de arranque para el motor a combustión.
b) Actúa como generador para recargar la batería de alta tensión.
c) Actúa como motor de tracción para sumarse al motor de combustión, o para accionar de forma autónoma el eje de tracción.

Entre las principales características de los motores eléctricos modernos podemos destacar la ausencia de contactos (sin carbones), el accionamiento de estos motores es realizado por inducción magnética, aumentando de esta forma la vida útil del mismo y disminuyendo la necesidad de mantenimientos.

El movimiento del motor eléctrico es controlado de forma muy precisa por la unidad de control electrónico, y para recibir la información de posicionamiento y giro del motor, el mismo cuenta con un sensor de rotación, instalado en la propia carcaza.

Otro detalle importante en los vehículos híbridos y eléctricos, es la presencia de un circuito de refrigeración forzada (con fluido refrigerante), para mantener los grandes consumidores eléctricos (Motor y Conversor/Inversor), con una temperatura estable de trabajo, en la posición 2 de la figura 7, es posible ver las conexiones de entrada y salida de fluido refrigerante.

Los motores eléctricos cuentan con un diferencial de performance relevante cuando comparamos los mismos con un motor a combustión interna; este diferencial está representado por los altos valores de torque generados por los motores eléctricos; podemos apreciar este fenómeno en el ejemplo de la figura 7, en donde un motor que pesa menos de 50 Kg., es capaz de generar un torque de 300 Nm.

Inversor/Conversor:

El inversor/conversor, es el corazón de un vehículo hibrido y eléctrico; puede ser llamado también como Controlador Electrónico de Potencia, y considerando las diversas funciones que este componente tiene que realizar, tal vez sea el nombre más apropiado, pero en la práctica y dependiendo del técnico “de turno” es llamado de inversor o conversor.

La figura 8, muestra 2 ejemplos de Inversor/conversor aplicados en vehículos de serie.

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Principales funciones del Inversor/conversor:

Antes de listar las funciones del componte, es importante recordar un aspecto importante presente en los vehículos híbridos y Eléctricos; y este aspecto tiene que ver con la presencia y convivencia de corriente Alterna (AC), con corriente directa (DC), en el mismo vehículo.

Como es sabido, el circuito de baja tensión y toda la electrónica embarcada trabajan exclusivamente con corriente directa; de la misma forma la batería de alto voltaje (HV), también acumula en sus celdas corriente directa (DC), en valores elevados que pueden se oscilar dependiendo de los modelos de vehículos entre 200V e 500V, pero siempre sobre la base de corriente directa.

Por otro lado, hablamos que los motores eléctricos de tracción trabajan con corriente alterna (AC), y según el modelo de vehículo lo hacen con valores de tensión muy elevados.

Como ejemplo podemos pensar en el Toyota Prius Generación III:

Este vehículo acumula en la batería HV, una tensión aproximada de 200V (DC), mientras que los motores eléctricos del mismo vehículo trabajan con tensiones que pueden llegar hasta 650V (AC), vamos entender entonces, cuáles serían las principales funciones del conversor/Inversor:

     a) Conversión de corriente continua en corriente alterna y vive-versa AC/DC – DC/AC.
     b) Amplificación de la corriente de batería HV y vice-versa.
     c) Reducción de la tensión DC-DC para alimentación de la batería de 12V.
     d) Accionamiento de los motores de alta tensión (Tracción y generación).
     e) Accionamiento de accesorios de alta tensión (Aire acondicionado).

Como mencionaba al comienzo, el inversor/conversor es el corazón del sistema; es responsable por hacer la conexión entre el circuito de baja y alta tensión, es por medio del mismo que se eleva la tensión y se convierte el tipo de corriente para accionar los motores eléctricos, de la misma forma en los momentos de desaceleración, el inversor/conversor, recibe corriente alternada (regeneración), que debe ser convertida en (DC), para recargar la batería HV, y también mantener el sistema baja tensión siempre alimentado.

Debemos recordar que los vehículos híbridos no tienen motor de arranque y alternadores convencionales, está todo integrado en los propios motores eléctricos, por lo tanto, todas estas actividades son controladas por el conversor/inversor.

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