Auto eléctrico.

31-10-2016[pic 1]

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Antecedentes:

Aunque no lo parezca, la realidad es que los vehículos eléctricos no son muy nuevos que digamos, se empezaron a desarrollar a mediados del siglo XIX y en ellos se basaron para crear los que ahora utilizamos cotidianamente impulsados por gasolina o diésel. En parte, gracias a estos vehículos  a gasolina que eran más potentes, rápidos, seguros y resistentes que los eléctricos llegamos al punto donde nos encontramos ahora, nuestro planeta ya no puede generar el combustible en la cantidad que se requiere y ya no puede soportar más contaminación. Por esto nos estamos viendo en la necesidad de desarrollar e implementar diferentes métodos con un menor costo a largo plazo y una menor huella de carbono.

Planteamiento del problema:

Con el continuo aumento de los combustibles para los vehículos y la creciente necesidad de productos y servicios amigables con el ambiente pensé en desarrollar un vehículo eléctrico autosustentable en la mayor cantidad posible. Esto apoyándonos en varios diseños previos ya utilizados en algunos productos, pero implementándolos armoniosamente para dar el mejor rendimiento, capacidad y comodidad hacia los consumidores.

Objetivos generales

• Reducir la huella de carbono
• Mayor comodidad (sobre todo en viajes lagos)
• Menor costo de traslado

Objetivos específicos

• Implementar generadores eléctricos en cada llanta
• Buscar implementar de la mejor forma posible baterías de electrolito solido
• Mantener y/o mejorar características de un auto convencional

Hipótesis:

Un auto eléctrico tiene 5 componentes principales: las baterías, el puerto de carga, el (los) motor(es), transformadores y controladores. En nuestro vehículo además de esto añadiremos celdas fotovoltaicas y generadores eléctricos de imanes permanentes en cada llanta.

Para empezar se debe reemplazar el motor ordinario del vehículo por uno eléctrico, de preferencia que sea un sistema de 65 Hp, 72 a 96v de dotará a nuestro vehículo de unos 120Kmh aproximados con un consumo de 170 W/Km que es relativamente bajo. Ya no se necesitaría tener conectadas baterías en serie, bastaría con dos baterías, las cuales las más modernas, seguras y eficaces son las SolidEnergy basadas en un electrolito formado por un polímero de líquido iónico que dan un rendimiento de casi 800 kilómetros en una sola carga cada una estén conectadas a un relevador para permitir que los generadores eléctricos de cada llanta recarguen una mientras la otra está siendo utilizada.[pic 3][pic 4]

 También es importante resaltar que debe estar en el circuito un controlador para el motor de corriente directa y/o alterna, un solenoide para el sistema de encendido y otro reversible para que el motor gire en ambos sentidos, batería auxiliar de 12v para el sistema de encendido (dependiendo el modelo de vehículo).[pic 5][pic 6]

Los rines de cada una de las llantas serán modificados para agregar un generador eléctrico de imanes de neodimio permanentes, estos generadores serán trifásicos y deberán llevar un inversor de corriente.

El generador deberá de contar por lo menos con 12 bobinas de alambre magneto conectadas en serie de cuatro en cuatro alternadas. La sección de las bobinas deberá estar sujeta e inmóvil en el eje de la llanta mientras que en el rin estarán 2 placas de imanes, orientadas en polos iguales, una detrás de la placa de bobinas y otra por delante haciendo un tipo de sándwich. Las conexiones deberán llegar intactas al centro de carga ubicado en el cofre para que pueda ser conectado al alternador y así poder recargar las baterías. Cada uno de estos generadores a una velocidad constante de aproximadamente 220 Rpm genera aproximadamente 18 v lo que será suficiente para recargar la batería en un viaje de carretera.

El panel solar ubicado en la techo del vehículo tiene la capacidad de generar electricidad aun siendo de noche, así que es ideal para recargar la batería auxiliar encargada de todos los componentes internos del auto como son los faros, luces internas direccionales, luces de freno, estéreo etc.

Justificación:[pic 7]

Generadores eléctricos de imanes permanentes o PMG:

¿Qué es?

Es un generador síncrono en el que se ha sustituido el bobinado de excitación por un sistema formado por imanes que suministran un campo de excitación constante.

La principal ventaja que tienen estos PMG es su simplicidad. Tanto la fabricación como su montaje es más barato usando imanes, ya que no necesitan mantenimiento debido a que no llevan escobillas. Al eliminar la excitación se puede llegar a ahorrar un 20% de energía solo por usar imanes.[pic 8][pic 9]

Los imanes utilizados son de neodimio ya que son los que tienen mejores propiedades y son capaces de trabajar hasta los 140°C.

Baterías de electrolito solido

Los electrolitos de estado sólido son materiales conductores de electricidad que utilizan iones como portadores de carga, los materiales que tienen como portadores de carga electrones se denominan conductores electrónicos y los que tienen ambos son llamados electrodos de intercalación. Normalmente estos materiales presentan conductividades con valores de 𝜎~10−3 − 101 Ω −1 𝑐𝑚−1 y sus aplicaciones están en baterías, celdas de combustible, sensores electroquímicos, entre otros.[pic 10]

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