Cómo funcionan los laboratorios de automóviles eléctricos

Cortesía de Nissan USA

El calentamiento global, la dependencia del petróleo extranjero y el alto precio de la gasolina hacen que la gente piense en combustibles alternativos para los automóviles del futuro. Si bien hay muchos combustibles nuevos potenciales, uno de los más investigados, y más prometedores, es la simple electricidad..

Los fabricantes de automóviles ya han comenzado a experimentar con vehículos eléctricos. Vehículos eléctricos tienen tres partes básicas: el pilas, cuáles son la fuente de energía del automóvil; el motor, que convierte la potencia en energía utilizable que puede hacer girar las ruedas; y el controlador, que funciona como un gran regulador de intensidad para regular la electricidad.

Para repostar un vehículo eléctrico (EV), todo lo que necesita es una toma de corriente. Cualquier tomacorriente doméstico estándar servirá, pero un tomacorriente con voltaje más alto hará el trabajo más rápido. Algunas ciudades, como Portland, Oregon, están instalando unidades de carga en la acera para que los vehículos eléctricos actuales y futuros puedan recargar sus baterías ellos mismos mientras sus propietarios trabajan o hacen recados..

-Los vehículos eléctricos disponibles en la actualidad aún no pueden reemplazar todos los autos y camiones que funcionan con gasolina en la carretera. Las velocidades de los vehículos eléctricos suelen ser bajas, alrededor de 35 millas por hora (56 kilómetros por hora). La mayoría de los vehículos eléctricos pueden viajar alrededor de 40 millas (64 kilómetros) por carga, que es aproximadamente la misma distancia que el viaje diario promedio en Estados Unidos. Los coches pueden cargarse durante la noche en un tomacorriente normal o en unas pocas horas en un tomacorriente de mayor voltaje. También tienen cero emisiones.

La mayoría de los avances que se están realizando en los vehículos eléctricos se encuentran en la tecnología y el diseño de las baterías. Las baterías de plomo-ácido se utilizaron durante décadas, incluso a principios de la década de 1990, cuando los vehículos eléctricos se hicieron populares por primera vez. Sin embargo, las baterías de plomo-ácido no llevan a las personas tan lejos como nos gustaría ni tan rápido. Siga leyendo para descubrir dónde y cómo están trabajando los laboratorios para mejorar los vehículos eléctricos para los consumidores modernos..

Contenido

1. Laboratorios universitarios de vehículos eléctricos
2. Fabricante EV Labs
3. Laboratorios experimentales de vehículos eléctricos

Como deja en claro este velocímetro del Nissan Altima EV, los vehículos eléctricos no necesitan mucha gasolina para funcionar con eficacia. Kristen Hall-Geisler

Si hay investigación por hacer y avances por hacer, tiene sentido que suceda en un laboratorio universitario. Varias universidades tienen laboratorios de baterías y vehículos eléctricos, pero veremos dos que ejemplifican lo que se está haciendo en las escuelas de todo el mundo..

Universidad de Massachusetts en Lowell

Universidad de Massachusetts en Lowell

En el campus de Lowell de la Universidad de Massachusetts (UMass), los profesores de ingeniería mecánica y eléctrica trabajan con estudiantes en el Centro de conversión de energía y automóviles eléctricos (EC&EC). Hay cinco laboratorios dentro del centro: el Laboratorio de Energía Renovable, el Laboratorio de Automóviles Eléctricos, el Laboratorio de Evaluación de Baterías, el Laboratorio de Electrónica de Potencia y el Laboratorio de Investigación de Materiales Compuestos Avanzados y Textiles..

El EC&EC en UMass-Lowell cubre muchos temas en estos cinco laboratorios, desde la energía utilizada en las baterías hasta la resistencia a los choques de los nuevos diseños de automóviles, pero el centro pone un enfoque especial en la energía renovable. Para que un EV sea un verdadero vehículo de cero emisiones, la fuente de energía que recarga las baterías también debe estar limpia. Esto ha llevado al centro a diseñar células fotovoltaicas mejoradas para paneles solares y formas más eficientes de convertir la energía eólica en electricidad. Los resultados de este trabajo son productos que se pueden utilizar en la industria de las energías limpias y estudiantes que tienen los conocimientos técnicos para trabajar e innovar en el campo de los vehículos eléctricos una vez que se gradúen..

Universidad de California en Davis

Universidad de California en Davis

Los ingenieros del Centro de Investigación de Vehículos Eléctricos Híbridos Enchufables (PHEV) en Davis, California, están trabajando en vehículos eléctricos de rango extendido. (Recuerde, la mayoría de los vehículos eléctricos estándar solo tienen un alcance de aproximadamente 40 millas (64 km) por carga). El programa opera bajo el Instituto de Estudios de Transporte de la Universidad de California en Davis, que centra su investigación en el consumidor final de los PHEV. Estos autos son un poco diferentes de los vehículos puramente eléctricos en que tienen un pequeño motor de gasolina complementario, pero aún pueden recargar sus baterías con una toma de corriente estándar..

Uno de los proyectos del Centro de Investigación PHEV evaluó nuevos instrumentos dentro del tablero del automóvil que podrían brindar a los conductores información en tiempo real sobre el uso de energía, las emisiones de CO2 y más. Los ingenieros del centro también trabajaron para mejorar las tecnologías de carga y evaluar las nuevas tecnologías de baterías, particularmente las últimas en celdas de iones de litio. También trabajaron para establecer los costos del ciclo de vida de los PHEV, incluidos los gastos de fabricación, mantenimiento y emisiones..

Siga leyendo para descubrir qué están haciendo los fabricantes de automóviles en sus laboratorios para llevar estas tecnologías de vehículos eléctricos al consumidor..

Si GM puede cumplir su promesa, el Chevy Volt podría llevar los autos eléctricos a las masas para 2010. Kristen Hall-Geisler

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Mientras que las universidades están examinando los vehículos eléctricos en busca de problemas potenciales, incluidos problemas con las fuentes de energía, las baterías y los costos de vida útil, los fabricantes de automóviles también están investigando la tecnología de vehículos eléctricos para construir y vender estos autos a los conductores cotidianos.

Antes de que un vehículo eléctrico pueda presentarse al público, debe probarse completamente en el laboratorio y en la pista. Las baterías deben ser confiables y seguras, el automóvil debe funcionar de acuerdo con los estándares del consumidor y del fabricante, y todo debe entregarse a un precio razonable. Es una tarea difícil, pero casi todos los fabricantes importantes están trabajando en ello en sus laboratorios. De hecho, es posible que haya escuchado sobre el proceso de creación del Chevrolet Volt, un vehículo eléctrico de rango extendido (E-REV). GM ha invertido todo su poder de ingeniería, diseño y marketing en este automóvil desde su presentación como automóvil conceptual en el Salón del Automóvil de Detroit 2007..

La mayoría de los autos conceptuales que llaman la atención en las ferias de automóviles en realidad no se pueden conducir, y pocos de ellos llegan a producción. Sin embargo, GM prometió entregar el Chevy Volt para 2010, lo que puso a toda marcha sus laboratorios. Primero, tuvieron que diseñar un tren de fuerza seguro y funcional. El Volt estará alimentado por baterías de iones de litio y tendrá un pequeño motor de gasolina (o un motor E85 construido para una mezcla de etanol y gasolina) que se activará para recargar las baterías después de aproximadamente 40 millas (64 kilómetros) de energía eléctrica. conducción.

A veces, incluso cuando la empresa es grande y el producto es importante, es más fácil, rápido y económico subcontratar la investigación y el desarrollo de productos que reinventar la rueda en su propio laboratorio. Como ejemplo, GM decidió comprar las baterías para el Volt de otra empresa. Después de buscar durante meses, la empresa se decidió por las baterías de iones de litio de LG..

Otras empresas simplemente quieren controlar tantas piezas como sea posible y están dispuestas a invertir en los laboratorios necesarios para crearlas. Nissan es solo un fabricante de automóviles que tiene su propio laboratorio de baterías en el lugar en Japón, que actualmente está investigando fuentes de energía para sus futuros vehículos eléctricos y vehículos híbridos eléctricos. Los ingenieros trabajan con versiones prototipo más pequeñas de las baterías de automóvil de iones de litio de tamaño completo para determinar su capacidad de almacenar energía. Utilizan estos prototipos más pequeños para evaluar la seguridad de varios materiales utilizados para crear las reacciones eléctricas que impulsan el automóvil..

Sin embargo, no todo el trabajo innovador en vehículos eléctricos se está realizando en grandes laboratorios universitarios o corporativos. A continuación, hablaremos sobre algunas de las pequeñas empresas y entusiastas aventureros que experimentan en laboratorios y garajes..

Dentro del vehículo eléctrico Chevrolet Volt. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted repara motores de montacargas eléctricos para ganarse la vida en su taller en Redmond, Oregón. Mientras realizaba sus rondas de reparación, conoció a John Wayland, quien, en su tiempo libre, realiza carreras de drag en un Datsun convertido a energía eléctrica. Wayland le mostró a Husted los dos motores de montacargas modificados apiñados bajo el capó de su auto de carreras, White Zombie.

Husted pensó que podía hacerlo mejor, así que regresó a su taller y jugueteó con los motores hasta que encontró una solución para el problema de los dos motores de Wayland. Hizo algunas modificaciones en el equipo y acopló los dos motores de extremo a extremo. Los motores ahora pesaban 25 libras (11 kg) menos y eran 7 pulgadas (18 centímetros) más cortos, lo que se sumaba a tiempos de pista más rápidos para Wayland. El vehículo de dos motores resultante se pintó de púrpura y se apodó el Siamés 8.

Husted ha estado experimentando en su tienda desde entonces. Ha producido motores para la motocicleta eléctrica KillaCycle que batió récords y ha restaurado un motor eléctrico de 1910 para el proyecto centenario de un carruaje sin caballos de otro entusiasta de los vehículos eléctricos [fuente: Hi-Torque Electric].

A veces, el ingenio de un emprendedor y el laboratorio de la universidad se unen para crear una tecnología útil. A123Systems, cuyas baterías de iones de litio han impulsado tiempos récord de arrastre tanto para White Zombie como para KillaCycle, utilizó nanotecnologías desarrolladas en el Instituto de Tecnología de Massachusetts para crear sus baterías. A123Systems tiene uno de los equipos de investigación y desarrollo de iones de litio más grandes de los EE. UU. Con los materiales a nanoescala del Instituto de Tecnología de Massachusetts en sus propios laboratorios, los equipos de investigación y desarrollo desarrollaron una batería que puede soportar abusos del mundo real durante más de 10 años y todavía utiliza tecnología ecológica.

Pasará mucho tiempo antes de que los automóviles a gasolina abandonen permanentemente nuestras calles, pero los laboratorios de todos los niveles están trabajando para brindar a los consumidores un transporte eléctrico seguro, confiable, rápido y divertido. Gracias a las innovaciones nacidas en estos laboratorios, su próximo automóvil puede ser alimentado por los paneles solares en su techo..

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Más enlaces geniales

• A123Sistemas
• Sitio oficial de Chevy Volt
• Asociación Nacional de Carreras de Arrastre Eléctrico
• Universidad de California en Davis - Centro de investigación de vehículos eléctricos híbridos enchufables
• Universidad de Massachusetts en Lowell - Centro de conversión de energía y automóviles eléctricos

Fuentes

• A132Systems.com. (Consultado el 26 de febrero de 2009) http://www.a123systems.com/
• Centro de Conversión de Energía y Automóviles Eléctricos (EC&EC). Universidad de Massachusetts en Lowell. (Consultado el 18 de febrero de 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. "Chevy Volt: el futuro es electrizante". (Consultado el 26 de febrero de 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Consultado el 18 de febrero de 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. "Nissan muestra el interior del laboratorio de baterías de automóviles eléctricos". Tech-On. (Consultado el 18 de febrero de 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Empujado, Jim. Eléctrico de alto par. (Consultado el 18 de febrero de 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todd. "Vista previa: Chevy Volt Electric 2011". GreenCar.com. 22 de septiembre de 2008. (Consultado el 26 de febrero de 2009) http://www.greencar.com/articles/preview-2011-chevy-volt-electric.php
• Centro de investigación de vehículos híbridos enchufables. Universidad de California en Davis. (Consultado el 18 de febrero de 2009) http://phev.ucdavis.edu/