UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADASESPE EXTENSIN LATACUNGADEPARTAMENTO DE ENERGA Y MECNICACARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

INFORME DE LABORATORIO DE OPTATIVA I

CARRERACDIGO DE LA ASIGNATURANOMBRE DE LA ASIGNATURA

INGENIERIA AUTOMOTRIZ2791OPTATIVA I

PRCTICA NLABORATORIO DE:HYBRIDOSDURACIN(HORAS)

1TEMA:MEDICION DE DIFERENTES PARMETROS EN BATERIAS HV 3

1OBJETIVOS

2EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS

Vehculo (Toyota Prius) Vehculo (Ford Escape Hybrido) Escner automotriz Multmetro Guantes Franela Cables

3MARCO TEORICO

Vehculos hbridos Cualquier vehculo es hbrido cuando combina dos o ms fuentes de poder, de hecho los vehculos hbridos no son nada nuevo por ejemplo; una bicicleta motorizada tambin conocida como Moped es un tipo de hbrido porque utiliza el poder de un motor de gasolina y el de la persona por medio de los pedales; tambin existan bicicletas con una fuente de poder elctrica adems de los pedales. Los submarinos de la segunda guerra mundial contaban con una fuente de impulso diesel y una elctrica cuando se sumergan; otro ejemplo se puede encontrar en los navos de guerra del antiguo Egipto pues obtenan su impulso del viento pero tambin contaban con remos para utilizar la fuerza humana.

Fabricantes y vehculos en el mercado Actualmente, se cree que prcticamente todos los grandes fabricante de automviles tienen ms de algn proyecto, para crear un vehculo hbrido propio, cada fabricante tiene su enfoque sobre la forma en que podr lograr esto. Cuando los precios del petrleo se dispararon hasta llegar a un mximo histrico como en el ao 2005, debido al huracn Katrina, las ventas del pequeo vehculo hbrido Toyota Prius tambin llegaron a niveles rcord. En determinado momento, los concesionarios de los Estados Unidos informaban de que las listas de espera llegaban a hasta ocho meses, y an ahora, tras un tercer aumento en la capacidad de produccin, el gigante automotriz contina luchando por satisfacer la demanda. Con su tradicional escepticismo sobre la tecnologa, y con su poca voluntad de comprometerse a la produccin, el xito del Prius ha despertado a los fabricantes de automviles en Detroit y en Europa. Ford ha lanzado recientemente su primer hbrido, una versin del SUV Escape, y ha anunciado planes de fabricar otros cuatro modelos. General Motors y DaimlerChrysler han formado un emprendimiento conjunto para producir un nuevo tipo de vehculo hbrido de "dos modalidades", mientras que hasta Volkswagen, que desde hace mucho ha defendido la tecnologa diesel, ha cedido a la necesidad de crear un vehculo hbrido.

Honda y Toyota continan teniendo una ventaja en el segmento emergente de los vehculos hbridos, y ambos han sugerido que pronto ofrecer opciones de trenes motrices a gasolina y elctricos en la mayora de sus lneas de productos. Pero si bien sus primeros modelos pueden haberse concentrado en la economa de combustible por encima de todo lo dems, los dos fabricantes parecen estar listos para cambiar de marcha y demostrar que la tecnologa hbrida es mucho ms verstil de lo que muchos suponan. En ese proceso, la prxima generacin de vehculos hbridos podra darles una importante ventaja competitiva.

El nuevo Honda Accord hbrido nos da la oportunidad de vislumbrar qu es lo que esta por venir. La versin de gasolina y elctrica del Accord utiliza esencialmente el mismo motor de 3.0 litros que el sedn convencional, por lo cual no ofrece el mismo mejoramiento de las millas por galn que el Insight o el Civic Hybrid. Pero al pisar el pedal, se obtiene una considerable potencia de 255 hp y un torque de 232 libras-pie.Vehculos hbridos disponibles en el mercado.

Tipos de estructura y sistemas Se puede combinar las dos fuentes de poder que se encuentran en un hbrido de diferentes maneras o estructuras esto resulta en variados sistemas y vehculos, cada fabricante tiene su forma de aproximar el reto de un vehculo hbrido. Se puede clasificar a los vehculos hbridos en dos grandes grupos: Hbrido en Serie Hbrido en Paralelo Tambin se puede clasificar a los vehculos hbridos en otros subgrupos de acuerdo a que tan hbridos son, es decir basndose en la capacidad de un vehculo en poder funcionar con ambas fuentes de impulso de manera independiente en un momento dado, de acuerdo a esto los vehculos hbridos se sub-clasifican as: Hbrido total: Puede impulsarse solo con el motor elctrico sin necesidad del impulso del motor hbrido. Hbrido por Asistencia Alta: Utiliza un motor de combustin interna muy pequeo y eficiente, adems de un motor elctrico para asistir con fuerza extra; no se puede impulsar solo con el motor elctrico. Hbrido Bsico: Este es un sistema hbrido a secas pues normalmente utiliza solo un motor de arranque sobredimensionado que asiste al motor de gasolina en los momentos y circunstancias en las que este consume ms gasolina. Hbridos en serie Este se conoce en serie pues tiene su sistema elctrico en serie, tiene un motor de combustin interna pequeo y eficiente con una transmisin de la forma tradicional que tiene nuestros vehculos, pero que adems cuenta con un generador elctrico que se encuentra conectado al motor de gasolina, este sistema impulsa el tren delantero o trasero, adems tiene uno o varios motores elctricos para impulsar las llantas del tren restante. El uso de varios motores elctricos en lugar de uno permite, un mejor aprovechamiento del espacio y tambin un mejor control de la traccin y estabilidad. En un hbrido en serie el motor de gasolina mueve un generador y este, puede cargar las bateras o accionar el motor elctrico que mueve la transmisin. Por lo tanto el motor de gasolina nunca mueve directamente el vehculo.

Hbrido en paralelo Este sistema hbrido se conoce as debido a que los ejes del M.C.I. (Motor de Combustin Interna), el generador y el motor elctrico se encuentran en paralelo y unidos en un solo mecanismo, normalmente en el tren delantero. Habitualmente ambos motores estn unidos a la transmisin y esta a las ruedas.Este sistema tambin tiene un tanque de combustible que provee de gasolina a un motor de gasolina, pero tambin tiene un juego de bateras que proporciona energa a un motor elctrico. El motor elctrico y el de gasolina pueden accionar la transmisin al mismo tiempo y esta a su vez mover las ruedas.

Flujo de comunicacin entre los componentes de un hbrido.

Sistema de bateras recargables Las bateras de los vehculos hbridos y convencionales son ambas recargables pero la diferencia radica en la construccin interna y que tanta energa pueden almacenar. La batera de cido de plomo encontrada en un vehculo convencional contina, siendo necesaria para el arranque de los vehculos hbridos, pero no provee suficiente energa para impulsar el motor elctrico. En el invierno cuando el aceite se hace ms espeso y las partes del motor estn ms pegadas se requiere de ms corriente para hacer que el motor gire y lograr arrancarlo. Algunos motores requieren de una corriente de 600 amperios para hacer girar el motor. Es por esa razn que debera de importar la corriente en fri de esta ("cold cranking current rating.") CCCR por sus siglas en ingles. Estas bateras estn diseadas para dar una subida en la corriente por un corto intervalo de tiempo. De otro forma, la batera solo se necesitar para asistir accesorios como el radio, iluminacin, sistemas de seguridad y otros accesorios mientras el motor no este encendido. Cuando el motor esta en funcionamiento, el alternador da la energa necesaria para las demandas del vehculo, tambin se encarga de recargar la batera a su energa total para el siguiente arranque. La batera esta diseada para estar lista en cualquier momento para liberar toda su carga si es necesario. Utilizar esta batera hasta que se descarga limitar su habilidad de almacenar energa en el futuro por lo cual solo se descarga hasta una carga mnima determinada . 40 2.2.6.1 La batera recarga

La batera recargable de un vehculo hbridoUn vehculo hbrido utiliza una batera de cido y plomo comn para los mismos propsitos que se utiliza en un vehculo convencional, pero un vehculo hbrido tambin tiene una batera recargable, que esta diseada y construida de una forma diferente, tiene lo que se conoce como una batera de ciclo profundo. La construccin interna de la batera le permite ser descargada y recargada una y otra vez, es muy similar a la batera utilizada en vehculos elctricos como el ev1 de General Motors o un carrito de golf. La diferencia es que, los vehculos elctricos necesitan una gran batera ya que la electricidad es su nico combustible y tiene que tener una buena autonoma. Estas bateras son muy grandes y pesadas. Por ejemplo, el paquete de bateras del Pickup Ranger de Ford construido en 1990 pesaba 1600 lbs, estas bateras posean una gran cantidad de energa, la mayora de estos paquetes de bateras son una serie de bateras ms pequeas conectadas unas con otras en una forma que proporciona ms voltaje.

BATERA ALTA TENSIN

La batera de alta tensin provee un voltaje de 220V en las versiones ms modernas, y voltajes mayores para versiones anteriores de Prius, y lgicamente estos valores cambian dependiendo del fabricante, este voltaje en el caso del Prius proviene de un paquete de 14 bateras en serie.

Ubicacin de la batera de 220V La batera de 220V del Toyota Prius est ubicada en la parte posterior del vehculo bajo el portaequipaje junto al asiento trasero.

Bloque de la batera de alta tensin

Existen 28 bateras pequeas de 7,89 V cada una y estn conectadas en serie de dos en dos para formar 14 paquetes de bateras de 15,78V cada uno, y a su vez estn conectados todos estos 14 paquetes en serie para generar un total de 220 Voltios.Este voltaje es entonces el que a continuacin ser utilizado en los motores trifsicos que son: el motor-generador MG1, el motor-generador MG2 y el motor del aire acondicionado. Pero este voltaje requiere ser tambin restablecido y monitoreado constantemente por la ECU de la batera, adicionalmente la batera se mantiene a una temperatura estable con el fin de no ocasionar problemas.

Clavija o jumper de seguridadLa serie de paquetes de bateras llegan a los polos positivo y negativo para su distribucin, adicionalmente posee una clavija de seguridad (jumper) que abre el circuito al sacarla.

Monitoreo de temperaturaLos paquetes de la batera consta de 3 4 sensores de temperatura de tipo termistores los cuales detectan la temperatura y enva la informacin al mdulo de la batera de acuerdo al cambio de temperatura mediante los termistores que vara su resistencia, mientras la temperatura sea baja la resistencia del termistor ser alta y cuanto ms alta sea la temperatura la resistencia ser baja. Mediante este monitoreo la ECU de la batera varia la cantidad de aire que debe enviar el soplador.

Control del estado de carga o SOC.Se define el estado de carga SOC como el nivel de carga de la batera, normalmente expresado como un porcentaje del total de la capacidad mxima que tiene y viene expresado en Amperios- hora (Ah) o Kilovatios-hora (KW-h). En un hbrido con el vehculo detenido el motor de combustin MCI se pondr en marcha para cargar la batera cuando el estado de carga baje de un 40% y se detendr cuando llegue a un 50%. En funcionamiento el estado de carga podr llegar a un 80%, sobre todo en conduccin en autopista. En un automvil hbrido la batera se carga utilizando la energa del motor de combustin MCI, es decir que la batera se carga a partir de la gasolina que se consuma en el motor de combustin. El objetivo del sistema con vehculo en movimientos es mantener una batera en un 3/4 lleno, equivalente a un SOC de un 70 a 75%.Monitoreo del malfuncionamiento de la batera hbrida. El mal funcionamiento es el monitoreo de los voltajes de los packs de la batera, as como el control de la temperatura con los sensores, mediante la ECU de la batera se detecta la avera, informando al Mdulo de todo el sistema que no puede realizar el proceso de carga y descarga. FORD ESCAPE HYBRIDO

FIGURA 12. FORD ESCAPE HYBRID TOYOTA PRIUS

4PROCEDIMIENTO

FOTOSDESCRIPCION

Desmontaje de los protectores de las bateras

Desmontaje del JUMPER

Identificar todos los componentes de HV

5Medimos voltajes de cada placa

Medimos el votaje de toda la bateria

Repetir el mismo procedimiento para las baterias del Toyota Highlander

5RESULTADOS OBTENIDOS

Medicin de voltajeResultados

Voltaje obtenido deTOYOTA HIGHLANDERxyz

9.66.029.62

9.149.569.06

8.979.509.32

8.759.629.18

8.739.619.18

8.199.559.23

7.989.04

7.709.62

8.099.14

7.859.17

7.948.82

9.008.89

Voltaje obtenido BATERIAS TOYOTA PRIUSxy

17.91

27.92

37.91

47.92

57.92

67.92

77.91

87.92

97.91

107.92

117.92

127.92

137.92

147.92

157.92

167.92

177.92

187.92

197.92

207.91

217.91

227.91

237.92

247.92

257.92

267.92

277.92

287.92

6CUESTIONARIO

7CONCLUSIONES

8RECOMENDACIONES

9REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Y DE LA WEB

A. (12 de 03 de 2015). OBDI. Recuperado el 08 de 07 de 2015, de http://www.obdii-diag.com/autoboss-v30-scanner-p-42.htmlANDRS, P. D. (05 de 06 de 2013). REPOSITORIO ESPOCH. Recuperado el 08 de 07 de 2015, de http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/2654/1/65T00078.pdfAUTOMOTRIZ, T. (octubre de 2012). USO DEL OSCILOSCOPIO. Recuperado el 07 de julio de 2015, de www.tutallermecanico.comBooster, B. (21 de marzo de 2008). Encendido Electrnico. Recuperado el 07 de julio de 2015, de http://encendidoelectronico.com/ReportesEspeciales/Beto%20Booster%20Reporte%20No%201%20Uso%20del%20osciloscopio%20y%20combustion%20interna.pdfBOOSTER, B. (23 de marzo de 2014). Funcionamiento Osciloscopio. Recuperado el 07 de julio de 2015, de www.encendidoelectronico.comCorrea, L. A. (2013). REPOSITORIO DIGITAL ESPE. Recuperado el 07 de julio de 2015, de http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/7015/1/T-ESPEL-MAI-0431.pdfFORD. (02 de 05 de 2015). LISTA DE CARROS. Recuperado el 08 de 07 de 2015, de www.listadecarros.comPuente, A. (21 de febrero de 2013). Auto Soporte. Recuperado el 07 de julio de 2015, de http://www.autosoporte.com/descargas/12-uso-del-osciloscopio-automotriz?path=

FECHA DE ENTREGA Latacunga 09 de julio de 2015FirmasElaborado por:

Flores Manosalvas Marco JavierRevisado :

Ing. German Erazo L. MSc.

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