conversiÓn de un vehÍculo tradicional dotado de …de este modo se consigue un valor actual neto...

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO (MECÁNICO)

CONVERSIÓN DE UN VEHÍCULO TRADICIONAL DOTADO DE MOTOR DE

COMBUSTIÓN A ELÉCTRICO PURO

Autor: Álvaro Baranda Gonzalez

Director: Miguel Angel Pérez Salaverría

Madrid Septiembre 2012

1

AUTORIZACIÓN PARA LA DIGITALIZACIÓN, DEPÓSITO Y DIVULGACIÓN EN ACCESO

ABIERTO ( RESTRINGIDO) DE DOCUMENTACIÓN

1º. Declaración de la autoría y acreditación de la misma.

El autor D. Álvaro Baranda González , como alumno de la UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

(COMILLAS), DECLARA

que es el titular de los derechos de propiedad intelectual, objeto de la presente cesión, en

relación con la obra “ Proyecto Fin de Carrera: Conversión de un Vehículo Tradicional Dotado

de Motor de Combustión a Electrico Puro”1, que ésta es una obra original, y que ostenta la

condición de autor en el sentido que otorga la Ley de Propiedad Intelectual como titular único

o cotitular de la obra.

En caso de ser cotitular, el autor (firmante) declara asimismo que cuenta con el

consentimiento de los restantes titulares para hacer la presente cesión. En caso de previa

cesión a terceros de derechos de explotación de la obra, el autor declara que tiene la oportuna

autorización de dichos titulares de derechos a los fines de esta cesión o bien que retiene la

facultad de ceder estos derechos en la forma prevista en la presente cesión y así lo acredita.

2º. Objeto y fines de la cesión.

Con el fin de dar la máxima difusión a la obra citada a través del Repositorio institucional de la

Universidad y hacer posible su utilización de forma libre y gratuita ( con las limitaciones que

más adelante se detallan) por todos los usuarios del repositorio y del portal e-ciencia, el autor

CEDE a la Universidad Pontificia Comillas de forma gratuita y no exclusiva, por el máximo plazo

legal y con ámbito universal, los derechos de digitalización, de archivo, de reproducción, de

distribución, de comunicación pública, incluido el derecho de puesta a disposición electrónica,

tal y como se describen en la Ley de Propiedad Intelectual. El derecho de transformación se

cede a los únicos efectos de lo dispuesto en la letra (a) del apartado siguiente.

3º. Condiciones de la cesión.

Sin perjuicio de la titularidad de la obra, que sigue correspondiendo a su autor, la cesión de

derechos contemplada en esta licencia, el repositorio institucional podrá:

1 Especificar si es una tesis doctoral, proyecto fin de carrera, proyecto fin de Máster o cualquier otro

trabajo que deba ser objeto de evaluación académica

2

(a) Transformarla para adaptarla a cualquier tecnología susceptible de incorporarla a internet;

realizar adaptaciones para hacer posible la utilización de la obra en formatos electrónicos, así

como incorporar metadatos para realizar el registro de la obra e incorporar “marcas de agua”

o cualquier otro sistema de seguridad o de protección.

(b) Reproducirla en un soporte digital para su incorporación a una base de datos electrónica,

incluyendo el derecho de reproducir y almacenar la obra en servidores, a los efectos de

garantizar su seguridad, conservación y preservar el formato. .

(c) Comunicarla y ponerla a disposición del público a través de un archivo abierto institucional,

accesible de modo libre y gratuito a través de internet.2

(d) Distribuir copias electrónicas de la obra a los usuarios en un soporte digital. 3

4º. Derechos del autor.

El autor, en tanto que titular de una obra que cede con carácter no exclusivo a la Universidad

por medio de su registro en el Repositorio Institucional tiene derecho a:

a) A que la Universidad identifique claramente su nombre como el autor o propietario de los

derechos del documento.

b) Comunicar y dar publicidad a la obra en la versión que ceda y en otras posteriores a través

de cualquier medio.

c) Solicitar la retirada de la obra del repositorio por causa justificada. A tal fin deberá ponerse

en contacto con el vicerrector/a de investigación ([email protected]).

d) Autorizar expresamente a COMILLAS para, en su caso, realizar los trámites necesarios para

la obtención del ISBN.

2 En el supuesto de que el autor opte por el acceso restringido, este apartado quedaría redactado en los

siguientes términos:

(c) Comunicarla y ponerla a disposición del público a través de un archivo institucional, accesible de

modo restringido, en los términos previstos en el Reglamento del Repositorio Institucional

3 En el supuesto de que el autor opte por el acceso restringido, este apartado quedaría eliminado.

3

d) Recibir notificación fehaciente de cualquier reclamación que puedan formular terceras

personas en relación con la obra y, en particular, de reclamaciones relativas a los derechos de

propiedad intelectual sobre ella.

5º. Deberes del autor.

El autor se compromete a:

a) Garantizar que el compromiso que adquiere mediante el presente escrito no infringe ningún

derecho de terceros, ya sean de propiedad industrial, intelectual o cualquier otro.

b) Garantizar que el contenido de las obras no atenta contra los derechos al honor, a la

intimidad y a la imagen de terceros.

c) Asumir toda reclamación o responsabilidad, incluyendo las indemnizaciones por daños, que

pudieran ejercitarse contra la Universidad por terceros que vieran infringidos sus derechos e

intereses a causa de la cesión.

d) Asumir la responsabilidad en el caso de que las instituciones fueran condenadas por

infracción de derechos derivada de las obras objeto de la cesión.

6º. Fines y funcionamiento del Repositorio Institucional.

La obra se pondrá a disposición de los usuarios para que hagan de ella un uso justo y

respetuoso con los derechos del autor, según lo permitido por la legislación aplicable, y con

fines de estudio, investigación, o cualquier otro fin lícito. Con dicha finalidad, la Universidad

asume los siguientes deberes y se reserva las siguientes facultades:

a) Deberes del repositorio Institucional:

- La Universidad informará a los usuarios del archivo sobre los usos permitidos, y no garantiza

ni asume responsabilidad alguna por otras formas en que los usuarios hagan un uso posterior

de las obras no conforme con la legislación vigente. El uso posterior, más allá de la copia

privada, requerirá que se cite la fuente y se reconozca la autoría, que no se obtenga beneficio

comercial, y que no se realicen obras derivadas.

- La Universidad no revisará el contenido de las obras, que en todo caso permanecerá bajo la

responsabilidad exclusiva del autor y no estará obligada a ejercitar acciones legales en nombre

del autor en el supuesto de infracciones a derechos de propiedad intelectual derivados del

depósito y archivo de las obras. El autor renuncia a cualquier reclamación frente a la

Universidad por las formas no ajustadas a la legislación vigente en que los usuarios hagan uso

de las obras.

- La Universidad adoptará las medidas necesarias para la preservación de la obra en un

futuro.

4

b) Derechos que se reserva el Repositorio institucional respecto de las obras en él registradas:

- retirar la obra, previa notificación al autor, en supuestos suficientemente justificados, o en

caso de reclamaciones de terceros.

Madrid, a 30 de Agosto de 2012

ACEPTA


INGENIERO (MECÁNICO)


COMBUSTIÓN A ELÉCTRICO PURO

Autor: Álvaro Baranda Gonzalez

Director: Miguel Angel Pérez Salaverría

Madrid Septiembre 2012


COMBUSTIÓN A ELÉCTRICO PURO.

Autor: Baranda González, Álvaro

Director: Pérez Salaverría, Miguel Ángel

RESUMEN

La movilidad eléctrica es una realidad, la industria del automóvil se encuentra

inmersa en un proceso de restructuración donde la variable gubernamental, apoyada por

las subvenciones, el medioambiente y la concienciación social de una sociedad

sostenible hace que impere el vehículo eléctrico como una solución real a los problemas

suscitados por el tradicional vehículo de combustión.

En este sentido, el presente proyecto tiene como objeto el estudio técnico-económico

de la conversión de vehículos térmicos a eléctricos puros. Para ello el proyecto se

estructura en cuatro disertaciones: Estratégica, técnica, ambiental y económica.

En el estudio estratégico se analizan los factores que enmarcan y dan forma al

mercado e industria actual de los vehículo eléctrico como sus medios de fabricación.

Mediante un análisis del macro-entorno, de la cadena de valor, del reparto de poder ( 5

fuerzas de Porter) y de la observación del estudio del arte se toma la decisión de la

estrategia a implementar.

La base de la estrategia es seleccionar para los primeros años de constitución del

taller de conversión el modelo Opel Astra 1.7 Cdti 2004 justificado técnicamente por

presentar dimensiones aptas para la inserción de baterías y motor eléctrico, como

económicamente por presentar una elevada cuota de mercado, cuarto modelo más

vendido desde 2004, y no incurrir en competencia con la marca Opel, ya que

actualmente la casa no comercializan ni fabrica vehículos eléctricos puros.

En el estudio técnico se desarrolla el proceso de conversión mediante el

dimensionado de tres escenarios en los que se imponen las condiciones mínimas de

diseño. Los tres escenarios son: Pendiente 25%, Velocidad máxima no inferior a 135

Km/h, y Aceleración de 0-100Km en no más de 13,4s. En el diseño del vehículo se

eliminan todos los componentes relacionados con el sistema de combustión y embrague

para convertirlo en eléctrico y los espacios vacíos son aprovechados por el nuevo

sistema propulsor.

Se estudia la integración de cada componente ( motor, control, inversor, reductora,

baterías) en el vehículo y se describen por fases las competencias que desarrollan en el

vehículo. Como parte que repercute en el diseño se dimensionan los soportes y

sujeciones de los componentes y se analiza el comportamiento bajo esfuerzos de

inercias elevados procedentes de las colisiones, asegurado que los componentes estarán

fijos al vehículo. Aplicando la normativa contemplada en el Real Decreto 736/1988, por

el que se regula la tramitación de las reformas de importancia en vehículos se desarrolla

la solicitud de homologación del sistema de conversión.

En el estudio ambiental, se calcula, supuesta la composición de gasolina, el

diferencial de las emisiones entre el modelo de combustión y las emisiones primarias

emitidas en la fuente por el vehículo eléctrico. A modo de conclusión el vehículo

eléctrico evita la emisión de 110,070 g/Km lo que representa una disminución del

81,53% respecto al motor convencional.

Por último en el estudio económico se incluyen dos encuadres de rentabilidad, uno

bajo la visión del cliente y otra baja la perspectiva del taller de conversión.

Para el primero se calcula el punto de retorno de la inversión en km, el coste global

de la conversión es 16.597 €, se calcula que la inversión del particular para convertir su

vehículo a eléctrico se amortiza en 357.339 Km.

Para el segundo caso se apuesta por un plan de financiación a largo plazo con un

desembolse de capital inicial de 241.750€ para la compra del los establecimientos y la

creación del taller de conversón. Ante la incertidumbre del crecimiento de ventas se

proyectan cuatro escenarios a partir de un precio de compra de 20.147€

Basado en las estimaciones anteriores, El escenario óptimo sería proponer un

objetivo de ventas de 62 unidades el primer año y un incremento del 7-9% en los

posteriores, el número de operarios se aumentará a medida que aumenta la demanda, en

el tercer año se pasará a 4 operarios en lugar de 3 y en cada periodos de dos años se

sumará uno más a plantilla.

De este modo se consigue un valor actual neto del proyecto positivo de 111.003,9 y

un tasa de rentabilidad de 11,57%.

Adjuntado al proyecto se encuentran los presupuestos detallados, los planos de

diseño y pliegos de condiciones para la conversión de un vehículo térmico.

VEHICLE CONVERSION FROM INTERNAL COMBUSTION ENGINE TO ONLY-

ELECTRICAL ENGINE

Author: Baranda González, Álvaro

Director: Pérez Salaverría, Miguel Ángel

ABSTRACT

Electrical mobility is already a reality, automotive industry is involved in a

restructuration process where the governmental variable, supported by grants,

environment and social consciousness of a sustainable society where the electrical

vehicle domain as a real solution to the problems generated by the internal-combustion

engine vehicle.

In this way, the Project on your hands has as a target the technical and economic

study of the vehicle conversion of internal-combustion engine vehicles to only-electrical

ones. In order to commit this target, the project is structured in four sections: strategic,

technical, environmental and economical.

The strategic study analizes the factors which determine the current market and

industry of the electric vehicles and their manufacturing means. Through a macro-

economic, chain of value and power distribution analysis (Porter five forces) and the

spot of the art study, the decision-making process is determined.

The basis of the strategy is to select for the first years of establishment of the

conversion workshop for the model Opel Astra 1.7 Cdti 2004 technically justified by

having suitable dimensions for the insertion of batteries and electrical engine, as

economically by showing a high market share, being the fourth best sold model since

2004 and not to become a competitor for Opel, given that currently this brand does not

manufacture only-electrical vehicles.

In the technical study is developed the conversión process through the dimensión of

three scenarios in which are imposed the mínimum design conditions. These three

scenarios are the following ones: slope of 25%, maximum speed not less than 135 kph

and acceleration from 0 to 100 kph in no more than 13,4s. In the vehicle design all the

components related with the combustion system and the clutch are deleted to convert it

into electric powered and the empty spaces are used to host the new power system.

The Project studies the integration of each component (engine, control, inversor,

reduction gear, batteries) in the vehicle and are described by phases the functions that

they develop in the vehicle. As a part that has importance on the design and the

dimensions of the----of the components and there is analyzed the behavior under high

efforts that could come from collisions, assuring that the components will keep fixed to

the vehicle. Taking into account the Spanish Law (Real Decreto 736/1988) that rule

important changes in vehicles, we apply for the approval of the Authorities,

The environmental study is calculated supposing the composition of the gasoline, the

spread between the emissions of the internal-combustion engine and the primary

emissions released in the source by the electrical vehicle. As a conclusion, the electrical

vehicle avoids the emission of 110.070 g/Km, that represents a decrease of 81.53%

from the traditional engine.

Finally, in the economical study are included two different approaches: one from the

client’s point of view and the other one from the workshop’s one.

For the first one, the breakpoint of the investment on kilometers, the global cost of

the conversion is 16.597€, so the investment of the customer to convert their vehicle

into an electric one is paid off in 357.339 Km.

For the second approach, we select a long term financial plan, with an initial

investment of 241750€ for acquiring the venue and building up the workshop. Due to

the initial uncertainty of the sales projection, there are stated four scenarios, all of them

starting at a price of 20147€.

In base of the previous estimations, the best scenario would be to purpose a sell-

target of 62 vehicles in the first year and an increase of 7 to 9% in the next ones, the

number workers will be increased with the demand, in the third year there will be four

workers instead of three and in two-year-periods one more will be added to the

workforce.

In this way, we get a positive current net value that amounts to 111.003,90€ and an

interest rate of 11,57%.

Attached to the Project could be found the detailed budgets, design drafts and

instructions for the conversion of a internal-combustion engine vehicle.

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS


INGENIERO INDUSTRIAL _____________________________________________________________________________

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ÍNDICE GENERAL

1 ESTUDIO DE MERCADO. .....................................................................................1

1.1 Análisis de la oferta. .......................................................................................................... 2

1.1.1 Situación actual. .................................................................................................... 2

1.1.2 Principales fabricantes. .......................................................................................... 3

1.1.3 Oferta de coches eléctricos. ................................................................................... 5

1.1.4 Infraestructuras de recarga. ................................................................................... 6

1.1.4.1 Tipos de recargas. .................................................................................... 6

1.1.4.2 Recargas y perspectivas .......................................................................... 8

1.1.5 Baterías. ................................................................................................................. 9

1.1.5.1 Tipos de baterías. .................................................................................. 11

1.1.5.2 Perspectivas ........................................................................................... 13

1.1.5.3 Litio como fuente de emregía. ............................................................... 14

1.1.5.4 El litio en España .................................................................................. 15

1.1.5.5 Reciclaje de las baterías de ion-litio ...................................................... 15

1.1.5.6 Tecnologías de reciclado ....................................................................... 16

1.1.5.7 Rentabilidad económica del reciclado ................................................... 17

1.1.6 Motores eléctricos. .............................................................................................. 17

1.1.6.1 Tipos de motores ................................................................................... 18

1.1.6.2 Frenada regenerativa. ............................................................................ 20

1.2 Sistemas de apoyo y financiación. .................................................................................. 21

1.2.1 Medidas de apoyo a la adquisicion de vehículos electricos a nivel nacional. ..... 22

1.2.2 Ayudas directas a la adquisicióndel vehiculo eléctrico a nivel autonómico. ....... 23

1.2.3 Incentivos a la industrialización del coche eléctrico en España. ......................... 24

1.2.4 Medidas de apoyo a la disposición de infraestructuras de recarga. ..................... 24

1.2.4.1 Puntos de recarga independeinetes …………. ...................................... 25

1.3 Barreras............................................................................................................................ 26

1.4 Impactos. .......................................................................................................................... 26

1.4.1 Impacto a la red eléctrica. .................................................................................... 27

1.4.2 Impacto medioambiental. .................................................................................... 28

1.5 Sinergias. .......................................................................................................................... 29

1.6 Proyectos destacados. ...................................................................................................... 30

1.6.1 Proyecto Movele. ................................................................................................ 31

1.6.1.1 Resultados del proyecto Movele ........................................................... 32

1.6.2 Proyecto Live Barcelona. .................................................................................... 32




__________________________________________________________________________

1.6.3 Proyecto Merge. .................................................................................................. 33

1.6.4 Elvire. .................................................................................................................. 34

1.6.5 Domocell. ............................................................................................................ 35

1.6.6 CityLec. ............................................................................................................... 36

1.6.7 Tecnomusa. ......................................................................................................... 36

1.6.8 Cenit verde. ......................................................................................................... 36

1.7 Perspectivas. ..................................................................................................................... 37

2 ANÁLISIS DEL ENTORNO ..................................................................................41

2.1 Análisis del entorno. ........................................................................................................ 41

2.1.1 Entorno Mundial. ................................................................................................ 41

2.1.2 Entorno político y social...................................................................................... 43

2.1.3 Entorno económico ............................................................................................. 44

2.2 Entorno específico. .......................................................................................................... 44

2.2.1 Amenaza de entrada de nuevos competidores. .................................................... 45

2.2.2 Poder de negociación de los proveedores ............................................................ 45

2.2.3 Poder de negociación de los clientes. .................................................................. 46

2.2.4 Amenaza de productos sustitutivos. .................................................................... 46

2.2.5 Rivalidad entre competidores. ............................................................................. 46

2.3 Análisis interno de la empresa. ....................................................................................... 47

2.3.1 Identidad de la empresa. ...................................................................................... 47

2.3.2 Segmentación de mercado. .................................................................................. 47

2.3.2.1 Estrategía a implenentar ........................................................................ 49

2.3.2.2 Análisis de los modelos para la conversión ........................................... 50

2.3.3 Análisis funcional. ............................................................................................... 53

2.3.3.1 Área comercial ...................................................................................... 53

2.3.3.2 Área de producción ............................................................................... 53

2.3.3.3 Área tecnológica .................................................................................... 53

2.3.3.4 Área organización y dirección ............................................................... 54

2.4 Anñalisis DAFO. .............................................................................................................. 54

2.4.1 Amenazas .............................................................................................. 54

2.4.2 Oportunidades ....................................................................................... 55

2.4.3 Debilidades ............................................................................................ 56

2.4.4 Fortalezas .............................................................................................. 57

3 PROCESO TÉCNICO DE CONVERSIÓN ..............................................................59

3.1 Dinámica del vehículo. .................................................................................................... 59

3.1.1 Fuerzas que se openen al desplazamiento del vehículo. ...................................... 59

3.1.1.1 Fuerza de rozamiento a la rodadura de los neumáticos ......................... 59




__________________________________________________________________________

3.1.1.2 Fuerza aerodinámica ............................................................................. 61

3.1.1.3 Fuerza de ascensión ............................................................................... 62

3.1.2 Ecuación de la dinámica de tracción. .................................................................. 63

3.1.2.1 Cargas dinámicas en los ejes ................................................................. 68

3.1.2.2 Cargas estáticas y centro de gravedad ................................................... 69

3.1.2.3 Transferencia de cargas debida a la aceleración .................................... 69

3.1.2.4 Transferencia de cargas debidas a pendientes ....................................... 69

3.1.2 Esfuerzo máximo de tracción. ............................................................................. 70

3.2 Comportamiento de vehículo.......................................................................................... 71

3.2.1 velocidad máxima. .............................................................................................. 73

3.2.2 Aceleración.......................................................................................................... 74

3.3 Ecuación de las baterías. ................................................................................................. 75

3.3.1 Potencia y consumo de las baterías. .................................................................... 76

3.4 Dimensionamiento del grupo propulsor. ....................................................................... 78

3.4.1 Selección de los componentes ............................................................................. 85

3.4.1.1 Selección del motor ............................................................................... 85

3.4.1.2 Selección de la reductora ....................................................................... 95

3.4.1.3 Selección de las baterías ........................................................................ 96

3.4.1.4 Influencia de la frenada regenerativa .................................................. 104

3.4.1.5 Influencia de los accesorios ................................................................. 105

3.4.1.6 Esquema de montaje del motor transmisión baterías .......................... 107

3.4.1.7 Selección del inversor y control .......................................................... 108

3.4.1.9 Esquema de montaje baterías inversor control motor transmisión ...... 109

3.5 Cableado. ........................................................................................................................ 109

3.5 Marchas. ......................................................................................................................... 110

3.6 Estudio de las vibtaciones procedentes de la cadena cinemática. .............................. 112

3.7 Elementos que funcionaban con accionamiento mecánico. ....................................... 112

4 POSICIONAMIENTO Y SUJECCIÓN DE LOS COMPONENTES .........................117

4.1 Calculo del centro de gravedad. ................................................................................... 117

4.2 Suspensión. ..................................................................................................................... 121

4.3 Sujección de los componentes. ...................................................................................... 125

4.3.1 Sujección de las baterías. ................................................................................... 126

4.3.1.1 Soporte para los paquetes de 8 baterías .............................................. 130

4.3.1.2 Sujección del soporte de 8 baterías ..................................................... 133

4.3.1.3 Soporte para los paquetes de 2 baterías .............................................. 135

4.3.1.4 Sujección del soporte de 2 baterías ..................................................... 136

4.3.2 Plata-bandas ...................................................................................................... 137




__________________________________________________________________________

4.3.2.1 Sujecciónes de las plata-bandas .......................................................... 139

4.4 Fabricación de los soportes de las baterías.................................................................. 140

4.5 Soporte motor-reductora inversor-control.................................................................. 140

5 RECARGA DE LAS BATERÍAS ..........................................................................143

5.1 Modos de repostaje. ....................................................................................................... 143

5.2 Impactos en la red. ........................................................................................................ 145

5.3 Conectores. ..................................................................................................................... 146

5.4 Instalación fotovoltaica. ................................................................................................ 146

5.4.1 Dimensionado.................................................................................................... 148

6 HOMOLOGACIÓN ............................................................................................153

6.1 Reformas en el vehículo ................................................................................................ 153

6.2 Reforma nº1: Sustitución del motor por otro de distinta marca y tipo .................... 154

6.3 Reforma nº 37: Sustitución de la caja de velocidades ................................................. 156

6.4 Reforma nº 44: Cambio de tipo de vehículo ................................................................ 156

6.5 Inspección técnica de vehículos .................................................................................... 157

7 ESTUDIO AMBIENTAL .....................................................................................159

7.1 Emisiones de los vehículos de combustión ................................................................... 159

7.2 Efecto invernadero ........................................................................................................ 160

7.3 Consumo eléctrico en la planta, vehíclo eléctrico ....................................................... 160

7.4 Emisiones por tecnología .............................................................................................. 161

7.5 Resultados ...................................................................................................................... 162

8 ESTUDIO ECONÓMICO ....................................................................................165

8.1 Estudio Cliente ............................................................................................................... 165

8.1.1 Inversión requerida ............................................................................................ 165

8.1.2 Resultado de la explotación ............................................................................... 166

8.2 Estudio Taller ................................................................................................................ 166

8.2.1 Inversión requerida ............................................................................................ 166

8.2.2 Ingresos ............................................................................................................. 166

8.2.3 Costes ................................................................................................................ 167

8.2.3.1 Costes de producción .......................................................................... 167

8.2.3.2 Costes administrativos......................................................................... 167

8.2.3.3 Costes jefe de servicio ......................................................................... 168

8.2.3.4 Costes de comercialización ................................................................. 168

8.2.3.5 Costes finacieros ................................................................................. 168

8.2.4 Evaluación finaciera .......................................................................................... 168

8.2.5 Conclusión ......................................................................................................... 169




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8 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................171

8 PLANOS ...........................................................................................................175

8 PLIEGO DE CONDICIONES .............................................................................177

8 ANEXO 1: RENTABILIDAD .............................................................................185

8 ANEXO 2: PRESUPUESTO ...............................................................................187

8 ANEXO 3: RENTABILIDAD DEL TALLER ........................................................189

8 ANEXO 4: FICHA TÉCNICA MODELO OPEL ...................................................215

8 ANEXO 5: SISTEMA CONDUCTIVO DE RECARGA ..........................................229

8 ANEXO 6: DATASHEET ....................................................................................235



INGENIERO INDUSTRIAL

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ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1: POSICIÓN DE LOS PUNTOS DE RECARGA. ...................................................... 8

FIGURA 1.2 EVOLUCIÓN DEL COSTE DE LA BATERÍA DE LITÍO. ................................... 14

FIGURA 1.3 UNIDADES POR CATEGORÍA Y AYUDA MEDIA PROYECTMOVELE. ....... 31

FIGURA 1.4 SOLICITUDES NETAS POR TIPO DE CLIENTE ( Nº DE VEHÍCULOS). ......... 32

FIGURA 2.1 EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL PETRÓLEO. .................................................... 41

FIGURA 3.1 DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES SOBRE EL NEUMÁTICO. ............................ 59

FIGURA 3.2 CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE ROZAMIENTO. ................................. 61

FIGURA 3.3 DISTRIBUCIÓN DE LAS LÍNEAS CORRIENTE SOBRE EL VEHÍCULO. ....... 61

FIGURA 3.4 POSICIONAMIENTO DE EJES. ............................................................................. 62

FIGURA 3.5: DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE SOBRE LA RUEDA. .................................... 63

FIGURA 3.6 DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE SOBRE MASAS SUSPENDIDAS. ................ 65

FIGURA 3.7 CURVAS PAR POTENCIA ( CONTROL VECTORILA. ...................................... 71

FIGURA 3.8 CURVA PROPORCIÓN DE VELOCIDAD. ........................................................... 71

FIGURA 3.9 CURVAS DE ESFUERZOS PENDIENTE. ............................................................. 73

FIGURA 3.10: COEFICIENTE DE INERCIA TOTACIONAL. ................................................... 74

FIGURA 3.11 BALANCE DE POTENCIAS. ............................................................................... 90

FIGURA 3.12: CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR 1PV5138-4WS20. ..................................... 94

FIGURA 3.13: CURVA DE ESFUERZOS SOBRE PAVIMENTO CURVA PAR MOTOR. ...... 94

FIGURA3.14: CARACTERÍSTICAS DE LAS BATERÍA UEV-18XP. ..................................... 98

FIGURA 3.15: CICLO URBANO. ................................................................................................ 99

FIGURA 3.16: CICLO INTERURBANO. ................................................................................... 102

FIGURA 3.17: CICLO EUROPA. ............................................................................................... 103

FIGURA 3.18: CURVA DE DESCARGA BATERÍA UEV-18XP. ............................................ 104

FIGURA 3.19: INVERSOR. ........................................................................................................ 108

FIGURA 3.20: ESQUEMA DE MONTAJE DE LOS COMPONENTES. .................................. 110

FIGURA 3.21: SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO. ........................................................ 113

FIGURA 4.1: COTAS OPEL ASTRA 1.7 AÑO 2004. ................................................................ 118

FIGURA 4.2: ESPACIO OPERATIVO DEL VANO MOTOR OPEL ASTRA 1.7 CDTI. ........ 119

FIGURA 4.5 MODELO DE LA SUSPENSIÓN. ......................................................................... 122

FIGURA 4.6: ALZADO Y PERFIL DE LAS SUJECIONES...................................................... 126

FIGURA 5.1 MODO 1 PARA LA RECARGA DE BATERÍAS. ............................................... 144

FIGURA 5.2: CASO 1 UTILIZANDO CABLE DE ALIMENTACIÓN. ................................... 144

FIGURA 5.3 RECARGA LENTA HORAS VALLE. .................................................................. 145

FIGURA 5.4 CURVA DE DEMANDA DESEABLE. ................................................................ 146




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ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1.1: MODELOS ACTUALES DE COCHES ELÉCTRICOS BAJAS VELOCIDADES. . 5

TABLA 1.2: MODELOS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS ACTOS PARA CIUDADES. ........... 5

TABLA 1.3: MODELOS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS DE LAS MARCAS GRANDES. ..... 6

TABLA 1.4: CARACTERÍSTICAS DE LOS ESCENARIOS DE MONTAJE. ............................. 7

TABLA 1.5: AUTONOMÍA DE LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS. .......................................... 10

TABLA 1.6: COMPARACIÓN DE PRESTACIONES DE LOS TIPOS DE BATERÍAS. .......... 13

TABLA 1.7: RENTABILIDAD ECONÓMICA DEL RECICLADO. .......................................... 17

TABLA 1.8: SUBVENCIÓN MÁXIMA-AUTONOMÍA DEL VEHÍCULO. .............................. 22

TABLA 1.9: MEDIDAS DE APOYO INFRAESTRUCTURAS DE RECARGA. ...................... 25

TABLA 1.10: PUNTOS DE RECARGA INDEPENDIENTES. ................................................... 25

TABLA 1.11:DATOS BÁSICOS DE LA RED PILOTO MOVELE. ........................................... 31

TABLA 1.12 EXPECTATIVAS DE VENTAS GLOBALES DE VEHICULO ELÉCTRIO. ....... 38

TABLA 2.1: MODELOS MÁS VENDIDOS EN ESPAÑA. ......................................................... 50

TABLA 3.1 COEFICIENTES DE ADHESION. ........................................................................... 71

TABLA 3.2: PARES MOTORES ................................................................................................... 85

TABLA 3.4: MOTORES SÍNCRONOS ......................................................................................... 89

TABLA 3.5: CARACTERÍSTICA MODELOS SIEMMENS ........................................................ 90

TABLA 3.6: REGIÓN DE LAS INECUACIONES ....................................................................... 91

TABLA 3.7: REGIÓN DE LAS INECUACIONES ....................................................................... 93

TABLA 3.8: CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR 1PV5138-4WS20 .......................................... 93

TABLA 3.9: CARACTERÍSTICAS REDUCTORES ROSSI ........................................................ 96

TABLA 3.10: TIPOS DE BATERÍAS-DENSIDAD ENERGÉTICA ............................................ 97

TABLA 3.11: TIPOS DE MATERIALES EN LOS CATÁNODOS-ÁNODOS ............................ 97

TABLA 3.12: CARACTERÍSTICAS DE LAS BATERÍAS .......................................................... 98

TABLA 3.13: CARACTERÍSTICAS DE LAS BATERÍA UEV-18XP ......................................... 99

TABLA 3.15: CICLO INTERURBANO ...................................................................................... 102

TABLA 3.16: INFLUENCIA DE LA FRENADA REGENERATIVA ........................................ 105

TABLA 3.17: CONSUMO DE LOS ACCESORIOS ................................................................... 106

TABLA 3.18: AUTONOMÍA CON LOS ACCESORIOS ........................................................... 106

TABLA 3.19: CARACTERÍSTICAS INVERSOR DC-AC/IGBT MONO INVERTER ............. 109

TABLA 3.20: CARACTERÍSTICAS CONTROL ........................................................................ 109

TABLA 3.21: PROPIEDADES TERMODINÁMICAS ............................................................... 116

TABLA 4.1: PESOS Y DIMENSIONES DE LOS COMPONENTES SENSIBLE ..................... 117

TABLA 4.3: COMPARACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LA SUSPENSIÓN .................... 122




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TABLA 4.4: DESPLAZAMIENTO DE LA SUSPENSIÓN ........................................................ 122

TABLA 4.5: FRECUENCIA DE RESONANCIA DE LA SUSPENSIÓN. ................................ 124

TABLA 4.6: CATEGORÍAS ASI ................................................................................................. 125

TABLA 4.7: REACCIONES EN EL PÓRTICO .......................................................................... 132

TABLA 4.8: DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA. .............................................................. 133

TABLA 4.9: DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA ............................................................... 135

TABLA 4.10: REACCIONES EN LA PLATA-BANDA ............................................................. 138

TABLA 4.11: DIMENSIONES DE LAS PLATAS BANDAS ..................................................... 139

TABLA 4.1: VALOR DE H EN MADRID .................................................................................. 147

TABLA 4.2 CARACTERÍSTICAS PANEL FOTOVOLTAICO DE 230 WP ............................ 147

TABLA 4.3 COEFICIENTES DE PÉRDIDAS ........................................................................... 148

TABLA7.1: KWH NECESARIOS EN PLANTA DEL VEHÍCULO 100 KM ........................... 161

TABLA7.2 : BALANCE ENERGÉTICO Y EMISIONES REE. ................................................ 162

TABLA7.3 : COMPARACIÓN DE LAS EMISIONES DE CO2................................................ 162

TABLA 8.1: PRECIO DEL VEHÍCULO ..................................................................................... 165

TABLA 8.2 INVERSIÓN EN EL TALLER ................................................................................. 166

TABLA 8.3 ESCENARIOS DE EVALUACIÓN DEL TALLER DE CONVERSIÓN ............... 167

TABLA 8.4: EVALUACIÓN DE LOS ESCENARIOS ............................................................. 168




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1

CAPÍTULO 1: ESTUDIO DE MERCADO

En estos momentos el desarrollo de la movilidad eléctrica es una realidad, todas las

marcas importantes del sector están apostando rotundamente en tecnología eléctrica,

aunque de momento la presencia del vehículo eléctrico en España no supera el 1,7 %

de cuota de mercado.

A día de hoy son solo los administraciones y servicios públicos quienes muestran

interés por este tipo vehículos, aún siguen siendo pocos los particulares que se deciden

por la compra de un coche eléctrico en lugar del tradicional vehículo de combustión, la

razón no es otra, que la diferencia de precios, actualmente se estima un umbral de 8.000

y 17.000 euros más, si a esto se le suma una red de recargas en vías de desarrollo, hace

que ,a priori, no sea atractivo su compra.

Desde el Gobierno Español se está incentivando el impulso y acogida del vehículo

eléctrico, las previsiones contempladas en las Estrategia integral de Vehículo Eléctrico

en España, pretenden alcanzar en 2014 la cifra de 250.000 vehículos , para ello se han

destinado un presupuesto de 590 M€, en subvenciones por adquisición y en planes

empresariales que tengan como objeto su desarrollo, además ya se viene trabajando

desde 2009, En el Proyecto MOVELE, gestionado y coordinado por IDAE, que consiste

en la introducción, dentro de entornos urbanos, de 2.000 vehículos eléctricos de diversas

categorías, así como la instalación de 500 puntos de recarga para estos vehículos,

reduciendo así la barrera social de la percepción generalizada de riesgo que se corre al

utilizar coches eléctricos y quedarse sin batería.

El uso del vehículo eléctrico aparte de ser económicamente bueno para España, dado

que reduciría el gasto en petróleo, presupuestado actualmente en 50.000 millones de

euros, en un 10%, podría también servir como medio para aplanar la curva de demanda

eléctrica al disminuir las diferencias producidas entre las horas punta (o periodos de

mayor consumo) y las horas de menor consumo eléctrico, por extensión facilitaría la

integración de energía renovables en condiciones de seguridad y a largo plazo se podría

convertir en un sistema de almacenamiento reversible. Las baterías se recargarían por la

noche mientras que durante el día, cuando la demanda es mayor, podría verter la

electricidad al sistema.

Cabe destacar también que los vehículos eléctricos, aparte de tener una elevada

capacidad de reducir las emisiones de CO2, como todo el mundo sabe, también tiene un

impacto positivo en la reducción de otros gases contaminantes, quizá menos conocidos,




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2

pero igual de perjudiciales para la salud, como son las partículas en suspensión (PM) y

los óxidos de nitrógeno (NOx).

Para que estas ventajas sean una realidad, hace falta que el precio del vehículo

eléctrico, como ya se había apuntado, sea competitivo, el principal factor de

encarecimiento es el sistema de almacenamiento energético, actualmente dotados de

baterías de Ion-litio, los estudios recientes de las empresas productoras tienen como

objetivo reducir el coste por kilovatio hora y acercarse a los valores fijados por el

Departamento de Energía de los EE.UU quienes lo han cifrado en 250 dólares por

kilovatio hora a un horizonte de 8 años.

Los estudios realizados por la consultora Boston Consulting Group pronostican que

debido al efecto de la producción en masa, la curva de aprendizaje, la mayor

automatización del proceso de fabricación, la reducción de elementos residuales y el

abaratamiento de algunos equipos; los costes de las baterías en el año 2020 serán

reducidos entre un 60 – 65% comparados con los de los últimos años, pero aun así no se

espera alcanzar el objetivo fijado por el DOE (250 $/Kwh) para el año 2020.

Aun así el crecimiento de la demanda en el medio y corto plazo se prevé lineal y

serán los entusiastas y sobre todo las subvenciones por parte del estado quienes empujen

e incentiven el interés particular y colectivo del comprador.

En estas expectativas se asume que se van a lanzar al mercado un número constante

de modelos en los próximos diez años. Durante el periodo de 2010 a 2015 se asume

también que los nuevos vehículos se introducirán mediante una producción reducida

hasta que los fabricantes ganen experiencia y prueben sus nuevos modelos. En el tramo

de 2015 se asume que el número de modelos y ventas se incremente exponencialmente a

medida que los fabricantes se aproximen a una comercialización total del vehículo

eléctrico.

1.1 ANÁLISIS DE LA OFERTA

1.1.1 SITUACIÓN ACTÚAL

Desde hace 4 años, se cree que el futuro del automóvil es la electricidad,

prácticamente todos los fabricantes han invertido buena parte de su capital en el

desarrollo y promoción de vehículos eléctrico. Con motivo del este cambio de

mentalidad han surgido decenas de empresas nuevas que esperan hacerse un hueco en el




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3

mercado, como por ejemplo talleres destinados a la reconversión de vehículos, Pero de

momento la idea no termina de asentarse en los consumidores a quienes no se les ha

concienciado sobre sus ventajas, de modo que siguen viendo al coche eléctrico como

« coches de juguete » del que se desconfía al asumir el riesgo de quedarse sin batería.

La desconfianza y la incertidumbre, son las principales razones por las que el número

de matriculaciones de coches eléctricos en España son escasas, en 2011 se alcanzó la

pírrica cifra de 375 unidades lo que equivale al 1,3% de cuota de mercado, aun así

supone un aumento del 443,5% de las ventas de 2010. La gran mayoría fueron

vendidos a empresas o a entidades de las Administraciones Públicas. Por ahora, la

compra de particulares no tiene mucho éxito.

Los datos de enero de 2012 siguen siendo bajos, se han vendido 37 coches, pero la

cifra supone ya un 184,62% más que en el mismo mes del año pasado.

Las matriculaciones de modelos eléctricos siguen aumentando poco a poco, su

penetración ronda actualmente el 1,7% del mercado español, frente al 27,5% de los

modelos con motor de gasolina y el 70,8% de los diésel.

1.1.2 PRINCIPALES FABRICANTES

El mercado está dominado por los fabricantes franceses quienes son los mayores

productores del vehículos eléctricos, aunque bien es verdad que mantienen un estrecha

colaboración con la industria japonesa del automóvil .

PSA, (Citroën/Peugeot), Es el primer productor mundial de vehículos particulares y

utilitarios eléctrico Con cerca de 10.000 unidades vendidas desde 1995, PSA

Peugeot Citroën abastecía, en esos años, a cerca de un 65% del parque mundial.

El grupo francés PSA ha presentado el balance del 2011 donde ha logrado entregar

un total de 4.000 modelos eléctricos en Europa, una cifra que le permite alcanzar una

tasa de penetración en este sector del 30%. Parte de las ventas corresponden a las

versiones eléctricas de los modelos comerciales Peugeot Partner Origin y Citroën

Berlingo First, a los que se suman las logradas por los turismos Ion y C-Zero.

La mayoría de los clientes de PSA, cuyos coches eléctricos los fabrica la casa

japonesa Mitsubishi son grandes empresas multinacionales o administraciones

públicas. La casa automovilística ha llegado a acuerdos con grupos como General

Electric, Deutsche Bahn, SCNF, Kone o Airbus, entre otros.




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4

Las perspectivas de negocio para 2012 sitúan a España en su modelo

empresarial destinando a la fábrica de Vigo , la idea de desarrollar modelos

basados en los actuales Peugeot Partner y Citroen Berlingo.

La compañía gala , Renault, es el segundo productor de vehículos eléctricos

aunque en su plan de expansión aspira a convertirse en la primera marca de este tipo de

automóviles , hasta el momento la compañía francesa ha invertido en el desarrollo de

los vehículos eléctricos, junto a su socio Nissan cuatro mil millones de euros,

actualmente disponen de 4 modelos eléctricos la furgoneta Kangoo la berlina Fluence

y Zoé y el uniplaza Twizy

En el año 2011 Renault ha invertido 28 millones de euros en la planta de Lardy, un

centro de investigación dedicado desde hace casi tres años a realizar pruebas sobre

vehículos eléctricos y baterías. Esta planta es una pieza clave en el despliegue de

nuevas tecnologías relacionadas con la movilidad eléctrica en Renault.

Los planes de Renault en relación con el coche eléctrico, lo vinculan a las fábricas

españolas, destinando desde 2011 a los talleres que posee le compañía en Palencia, el

montaje del modelo Twizy .

Pocos quedan en la lista de los principales fabricantes de coches que no tengan sus

cartas preparadas para la carrera de los coches eléctricos. Ford va a reforzar su

producción de coche eléctrico con una inversión de 500 millones de dólares en el

desarrollo y la fabricación de una nueva generación de coches eléctricos en Michigan,

lo que le va a permitir competir en el mercado desde 2012 con el resto de marcas.El

gigante americano del automovilismo, General motor ha invertido en 2011 , 336

millones de dólares en mejorar la planta de Hamtramck en Michigan para fabricar el

coche eléctrico Chervolet Volt, como parte principal de su programa de electrificación.

Toyota quiere hacerse fuerte también en este mercado ,actualmente mantiene el

liderazgo en la comercialización de híbridos con Toyota Prius pero planea lanzar al

mercado su primer coche eléctrico para el 2012 en colaboración con Tesla.




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5

1.1.3 OFERTA DE COCHES ELÉCTRICOS

Se presentan algunos de los modelos actuales de coches eléctricos que se ofertan en

el mercado. Como puede observarse el número de modelos es reducido y la oferta por

parte de las grandes marcas es casi inexistente.

Modelo Vel max T. recarga Autonomía Fabricante

Dynasty IT 40km/h 6h 50 km Dynasty Elec

GEM Car 40km/h 6h-8h 48 km Chrysler

Oka Nev ZEV 40km/h 6h 40 km Oka auto

The kurrent 40km/h 8h 60 km American Elec

ZENN 40km/h 6h-8h 55 km Zenn Motor

Tabla 1.1: Modelos actuales de coches eléctricos bajas velocidades. Fuente: Páginas web fabricantes, Movele

Modelo Vel max T. recarga Autonomía Fabricante

Citroën C1 97km/h 6h-7h 110 km Electric car

City Ei 63km/h 8h 85 km Citycorm

Kewet bud 80km/h 6h-8h 80 km Eibil Norge

NICE Mega 64km/h 8h 96 km Nice Car

REVAI 80km/h 8h 120 km REVA

Tabla 1.2: Modelos de vehículos eléctricos actos para ciudades: Páginas web fabricantes, Movele

Las grandes firmas ya se están interesando por el desarrollo de vehículos eléctricos,

en la siguiente tabla puede verse cual son los modelos comercializados y futuros

lanzamientos

Fabricante Modelo Lanzamiento

Subaru R1e 2011

Peugeot ION 2011

Opel Ampera 2011

Nissan Leaf 2011

Citroën C-Zero 2011

Citroën Berlingo 2011

Renault Flunece ZE 2011

Renault Kangoo 2011

Renault Zoe 2012

Toyota IQ 2012




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Ford Focus EV 2012

Ford Prius EV 2012

Tabla 1.3: Modelos de vehículos eléctricos de las marcas grandes: Páginas web fabricantes, Movele

1.1.4 INFRAESTRUCTURA DE RECARGAS

Es necesario el desarrollo de una solida red de recarga para que la penetración de

mercado del vehículo eléctrico sea mayor 8,9% esperada. Uno de los principales retos

para el sector es crear una infraestructura de recarga fiable, accesible y cómoda para el

ciudadano.

El modo de catalogar los puntos de recarga es función de su modo y su uso.

Públicos

Vías Públicas

Garajes privados

Estaciones de servicio en carga

Privados

Garajes Particulares

Garajes para flotas

1.1.4.1 TIPOS DE RECARGA

Actualmente se cuenta con varios métodos de recarga, desde las lentas, perfectas

para la recarga nocturna del vehículo, hasta las rápidas capaces de completar la carga en

menos de 10 minutos.

Carga lenta

Es la más extendida y todos los fabricantes de vehículos eléctricos la han aceptado.

Se realiza con corriente alterna monofásica a una tensión de 230 voltios (V) y una

intensidad de hasta 16 amperios (A). El tiempo necesario para una recarga completa de

la batería (tipo 24kWh) ronda entre las 6 y 8 horas. Es apto para garajes privados.




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Carga semi-rápida

No todos los vehículos la aceptan. La carga se realiza con corriente alterna trifásica,

con tensión de 400V y una intensidad de hasta 64A. En este caso, el tiempo de recarga

se reduce a 3 ó 4 horas.

Carga rápida

Consiste en alimentar al vehículo con corriente continua a 400V y hasta 400A. El

tiempo de recarga se reduce a unos 15 - 30 minutos.

Las características de las diferentes localizaciones de puntos de recarga son:

Modo

repostaje

Horario

repostaje

Tiempo de

permanencia

Propiedad

conexión

Centro comercial rápida/lenta Laborable

19h-22h

1.2 h Público

Parking per o

que

lenta 24 h 2 h Público

Vía pública pero

que

lenta/ rápida 24 h 1-12 h Público

Comunidad de

vecinos

lenta 8 h-20 h 12 h Privado

Garaje individual

jj

lenta 24 h 12 h Privado

Estación de

repostaje

rápida/ camb

batería

24 h 10 min Público

Estacionamiento

de flotas

rápida/ lenta/

Camb bateía

24 h 15-12 min Privado

Tabla 1.4: Características de los escenarios de montaje. Fuente: Guía del vehículo eléctrico




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1.1.4.2 RECARGA Y PERSPECTIVAS

La situación actual de los surtidores de recarga en España es una red casi inexistente

que aún se tiene que ampliar exponencialmente, en junio de 2011 se contaba con 558

puntos de recarga en España, de los que 149 pertenecen al impulso del plan MOVELE,

el reparto de subestaciones de carga por provincia es:

Figura 1.1: Posición de los puntos de recarga. Fuente: IDAE

Posicionar los puntos de recarga subterráneos como en los garajes, parkings públicos,

parkings de los puestos de trabajo, parkings de centros comerciales …, conduce hasta

a una situación ideal, en la que el propietario de un vehículo eléctrico recargaría las

baterías por la noche para así tener suficiente autonomía para el día siguiente sin

necesidad de recargar, es por ello que se necesita la proliferación de electrolineras en la

vía pública o espacios públicos, la solución optima para el consumidor es la alternancia

de carga lenta en los hogares con puntos de carga rápida en superficie

Los esfuerzos por potenciar la movilidad del coche eléctrico deben pasar por facilitar

los puntos de recarga en los garajes de los propietarios de los vehículos, existen

acuerdos comerciales entre eléctricas y fabricantes para su impulso, por ejemplo




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Iberdrola y Think City, Iberdrola sería la encargada de la instalación y suministro de

energía del punto de recarga si el particular comprara un coche Think City, una

estrategia similar es la que llevan a cabo Endesa y Mitsubishi. Ambas compañías

firmaron un acuerdo de cooperación en movilidad eléctrica para la introducción del

modelo de Mitsubishi i‐MiEV.

Otra iniciativa para la impulsión de puntos urbanos de recarga es la reutilización de

infraestructuras que se han quedado obsoletas, es así como nace el acuerdo entre

Endesa, la Comunidad de Madrid y Movistar quienes piensan en reutilizar las cabinas

telefónicas. Además la conexión eléctrica ya se encuentra instalada y solo habría que

hacer las modificaciones pertinentes para poder enchufar un coche eléctrico, tal

desarrollo queda supeditado a las necesidades de expansión de la carga rápida, este tipo

de tecnología estará disponible dentro de un plazo de entre 5 a 6 años. Esta tecnología

actualmente incluye varios inconvenientes: el primero es el coste de fabricación, el cual

es aproximadamente de 50.000 euros, el segundo es que obliga a adaptar el software de

los vehículos a las característica del punto y eso supone que no será un sistema

estandarizado, y tercero con las baterías actuales podría haber problemas de

sobrecalentamiento en una carga tan rápida.

1.1.5 BATERÍAS

Se denomina batería eléctrica al dispositivo que almacena energía eléctrica, usando

procedimientos electroquímicos y que, posteriormente, la devuelve con ciertas pérdidas;

este ciclo puede repetirse un determinado número de veces. El funcionamiento de un

acumulador se fundamenta en un proceso reversible llamado reducción-oxidación. Se

trata de un proceso en el cual uno de los componentes se oxida y el otro se reduce; es

decir, un proceso cuyos componentes que no resulten consumidos no se pierden, sino

que solamente cambian su estado de oxidación, y que a su vez pueden retornar al estado

primero.

Las características de las baterías son las siguientes:

Fuerza electromotriz: El voltaje de una celda electroquímica viene dado por la

diferencia entre los potenciales redox de los materiales activos del cátodo y del

ánodo.

Energía total: Indica la cantidad total de energía eléctrica que es capaz de

acumular la batería. La energía total de una batería se puede obtener

multiplicando la capacidad por el voltaje de la celda electroquímica (Wh).




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Ciclos de vida: Indica el número de ciclos de carga y descarga que se pueden

llevar a cabo hasta que la capacidad de la batería sea un 80% de su valor

nominal.

Capacidad total: Indica la cantidad total de carga eléctrica que es capaz de

almacenar la batería.

Rendimiento: es la relación porcentual entre la energía eléctrica recibida en el

proceso de carga y la que el acumulador entrega durante la descarga.

A continuación se muestra una tabla1, resumen con la autonomía y la energía

especifica de los vehículos eléctricos más destacables que ya se comercializan o se van

a comercializar en un futuro.

Modelo Autonomia

(Kwh)

Autonomía (Kw) Kwh/100 km

Reva L-ion 11 120 9,17

Think City 25 200 12,50

Mitsubis i-Miev 16 130 12,31

Citröen C-Zero 16 130 12,31

Renault ZE 22 160 13,75

Tesla roadster42 42 257 16,34

Tesla roadster70 70 483 14,49

Tabla 1.5: Autonomía de los vehículos eléctricos. Fuente: Fabricantes

1 http://es.wikipedia.org




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1.1.5.1 TIPOS DE BATERÍAS

Actualmente las baterías que se están utilizando en el montaje de vehículos eléctricos

son esencialmente de 3 tipos2:

Baterías de plomo-acido

Es el clase de baterías más extendida y usual en el vehículo eléctrico debido a su

tecnología madura su disponibilidad y a su bajo costo.

Ventajas:

Estas batería cuenta con voltaje elevado, mayor de 2V.

Son capaces de suministrar una elevada intensidad de corriente y, por tanto,

potencia.

Al ser una tecnología madura, es el tipo de batería más barata del mercado. Su

precio ronda los 100 – 125 $/kWh.

Componentes fácilmente reciclables. En España se reciclan más del 95% de

todas la baterías utilizadas

Desventajas:

Baja energía específica. De los distintos tipos de baterías empleadas en los VE

son las que tienen una menor energía específica (10 – 40 Wh/Kg).

No están preparadas para profundidades de descarga elevadas, el número de

ciclos de carga y descarga de estas baterías es bajo, entre 400 y 800.

Impacto ambiental negativo, debido a que cuentan con compuestos

contaminantes como el antimonio y el arsénico.

Baterías de Niquel-Hidruro Metálico

Se considera la evolución de las antiguas pilas alcalinas níquel-cadmio, su uso es

muy común en los vehículos híbridos, Toyota las incorpora en su modelo Prius

2 Guia del vehículo electric fundación de la energía de la comunidad de Madrid




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Ventajas:

Cuentan con una densidad de energía elevada, entre 60 y 80 Wh/kg, valor más

elevado que en el tipo plomo-ácido

Admiten cargas rápidas, con una duración de entre 1 y 3 horas

No requieren mantenimiento

Desventajas:

El número de ciclos de esta batería a lo largo de su vida útil es moderado, entre

300 y 600 ciclos.

El coste es mayor que en el caso de la batería de plomo

Tiene un “efecto memoria” moderado, perdiendo capacidad de almacenamiento

y una alta “auto-descarga”.

Su comportamiento no es el óptimo en climas fríos

Batería de Ion Litio

Es el modelo de baterías más extendido, dado que son los acumuladores de la

electrónica común, desde hace tiempo se están imponiendo en los motorización de los

vehículos, presumiblemente será la tecnología que desplace a las baterías plomo-acido

del mercado.

Ventajas:

Poseen el voltaje nominal más elevado de los tres tipos de baterías, con

valores típicos entre los 3 y 4V.

Cuentan con una energía específica muy elevada (80 – 170 Wh/Kg), casi el

doble que en el caso de la de NiHM y más de cuatro veces el valor de las

baterías de plomo. Es complicado encontrar baterías, a nivel comercial, por

encima de los 115 Wh/Kg.

Presentan un bajo “efecto memoria” y, por tanto, una excelente

“recargabilidad”.

Moderado impacto medioambiental.

Desventajas:

Su coste es elevado, pudiendo llegar a los 800 €/kWh.

Perdida de prestaciones a temperaturas elevadas.




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Presentan un bajo “efecto memoria” y, por tanto, una excelente

“recargabilidad”.

Se degradan cuando se producen sobrecargas o sobredescargas, presentan

problemas con descargas por debajo de 2V.

Este tipo de baterías presentan diferentes características en función de los materiales

que se usen en el cátodo y el ánodo.

A continuación se comparar los parámetros de los diferentes tipos de baterías.

Bateria Pb-acido Ni-MH Litio

Voltaje (v) 2 1.2 3.0-4.5

Energía(Wh/kg) 10-40 60-80 80-170

Nº de ciclos 400-800 300-600 500-3000

Coste ($/KWh) 100-125 220-400 250-800

Impacto Alto Bajo Moderado

Tabla 1.6: Comparación de prestaciones de los diferentes tipos de baterías. Fuente: Elaboración propia

1.1.5.2 PERSPECTIVAS

El creciente desarrollo de las baterías de litio lo posicionan como el sucesor de las

antiguas baterías de Plomo-Acido.

Pero es precisamente este tipo de baterías el principal lastre del vehículo eléctrico

debido a su alto coste. Según el Departamento de Energía de los EE.UU (DOE), los

paquetes de batería completos costaban, en 2010, entre 800 y 1.200 dólares por

kilovatio hora (entre 570 y 860 €/kWh), y almacenaban alrededor de 100 a 120 vatios-

hora por kilogramo. Para que los vehículos eléctricos sean competitivos, el DOE estimó

que los costes deberían bajar a 250 dólares por kilovatio hora y la capacidad de

almacenamiento debería incrementarse a valores de 200 vatios-hora por kilogramo

Los estudios realizados por la consultora Boston Consulting Group pronostican que

debido al efecto de la producción en masa, la curva de aprendizaje, la mayor

automatización del proceso de fabricación, la reducción de elementos residuales y el

abaratamiento de algunos equipos; los costes de las baterías en el año 2020 serán

reducidos entre un 60 – 65% comparados con los del 2009, pero aun así no se espera

alcanzar el objetivo fijado por el DOE (250 $/Kwh) para el año 2020.




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14

Por otro lado, cerca del 25% de los costes actuales de la batería, sobre todo los

referidos a la materia prima (el litio, los compuestos metálicos, etc.), serán

independientes de factores como la escala o la curva de aprendizaje y su coste no se

verá reducido de forma significativa.

Figura 1.2 Evolución del coste de la batería de litío. Fuente: batteries for Electric Cars, challenges, opportunities

and the outlook to 2010. The Boston Consulting Group.

1.1.5.3 LITIO COMO FUENTE DE ENERGÍA

Si se llegase a imponer la comercialización del vehículo eléctrico se remplazaría la

dependencia del petróleo por otro material finito como es el litio, pero no es

exactamente igual, el litio no es un combustible y por tanto no cambia químicamente

cuando genera energía por lo que podría ser reciclado una y otra vez.

Según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS – United States

Geological Survey) la producción mundial de litio fue en 2011 de 18.000 toneladas

siendo los principales productores Chile (41%), Australia (23%) y China (12%). Otros

importantes productores de litio son países como EE.UU, Argentina, Portugal y

Canadá.

La corporación minera de Bolivia ha estimado una reserva de litio 100 millones de

toneladas disueltas en salmuera bajo la tierra, este hallazgo junto con el yacimiento

encontrado por los Estados Unidos en Afganistan hacen que la hipótesis de que el litio

pudiera ser un problema en el futuro no sea plausible, además hay que añadir las dos

premisas de que el litio se puede reciclar y que a medida que avance el conocimiento de

esta técnica se irá utilizando menos cantidad de litio por batería.




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15

1.1.5.4 EL LITIO EN ESPAÑA

En España, la única producción de litio procede de la Mina Feli, en La Fregeneda

(Salamanca), propiedad de Minera del Duero, SA del grupo SAMCA. Se extraen del

yacimiento anualmente de 9 a 10 toneladas de mineral con un 0,5% de LiO2. El

procesado lo realiza Molcasa, en su planta de Castellón. El destino de este litio es la

industria nacional de cerámica, esmaltes y pastas. Según el Instituto Geológico y

Minero de España no se han inventariado recientemente los recursos de litio de España

pero según el Plan Nacional de la Minería, los recursos de litio se encuentran

distribuidos por las provincias de Salamanca, Cáceres, Badajoz, y Pontevedra. Los

recursos declarados por la mina en explotación son de 1 millón de toneladas de

mineral3.

1.1.5.5 RECICLAJE DE LAS BATERÍAS DE ION-LITIO4

Comparativamente, el proceso de fabricación de las baterías de litio ion está

generalmente exento de desperdicios y son las baterías usadas o defectuosas las que

generan los principales deshechos.

Actualmente hay poca necesidad económica de reciclar baterías de iones de litio.

Muchas baterías contienen sólo pequeñas cantidades de carbonato de litio y el material

es relativamente barato comparado con la mayoría de los metales restantes, aunque esta

situación puede cambiar cuando las baterías se fabriquen a gran escala para los

vehículos.

1.1.5.6 TECNOLOGÍAS DE RECICLADO5

Actualmente destaca una empresa en EEUU, Toxco, que puede manejar diferentes

tamaños y químicas de baterías de litio. Cuando las baterías viejas llegan son enviadas

al molido y son trituradas, permitiendo que con los componentes hechos de aluminio,

cobre y acero puedan ser separados fácilmente.

3 Instituto Geológico y Minero de España

4 Implantación de vehículos eléctricos en Vigo





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16

Las baterías más grandes que aún pudieran contener cargas eléctricas son

congeladas criogénicamente con nitrógeno líquido antes de ser trituradas a -198ºC,

consiguiendo que la reactividad de las celdas se reduzca. El litio es entonces extraído

inundando las cámaras de la batería en un baño cáustico que disuelve las sales de litio,

que son filtradas y usadas para producir carbonato de litio. El lodo remanente es

procesado para recuperar el cobalto, que es usado para hacer los electrodos de la batería.

Alrededor de un 95 por ciento del proceso está completamente automatizado.

El fabricante de coches eléctricos Tesla Motors, al igual que la mayoría de los

principales fabricantes, ya envía paquetes de baterías viejas o defectuosas a las plantas

de Toxco en Trail para su reciclaje.

Otro proceso es el que realiza Sony que emplea temperaturas más elevadas porque

incinera las baterías. El subproducto metálico procesado para recuperar el cobalto

empleando técnicas hidrometalúrgicas comunes. Los componentes orgánicos, el litio y

el fluorídico se pierden en el incinerador y un sistema de depuración debe evitar

problemas de emisiones contaminantes. Las baterías más grandes deben ser agujereadas

antes de introducirlas en la cámara del incinerador.

Actualmente se están desarrollando otras técnicas cono la tecnología AEA que

emplea temperatura ambiente recuperando la mayoría de los componentes. Los pasos

que implica este proceso son la trituración metálica en atmósfera seca, extracción del

electrolito por inmersión en un disolvente, disolución del electrolito y reducción del

cobalto.

1.1.5.7 RENTABILIDAD ECONÓMICA DEL RECICLADO6

La ecuación económica del reciclaje depende mayormente de la química utilizada en

las baterías de iones de litio. El litio es actualmente uno de los metales de menor valor.

Por ejemplo, el litio en un paquete de baterías del Tesla Roadster representaría alrededor

de 108€ de un sistema cuyo coste de reemplazo es de 27,700€. Para muchas baterías de

iones de litio, el litio representa menos de un 3 % de los costes de producción.





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Componente Masa (g) Valor aproximada ( €)

Cobalto 6,5 0,245

Electrolito 5 0,23

Aluminio 1,6 0,002

Cobre 2,8 0,005

Litio 0,8 0,006

Otros 22,6 -

Tabla 1.7: Rentabilidad económica del reciclado. Fuente: Universidad Vigo

La parte del litio es un costo despreciable comparado con otros metales: níquel,

cobalto, etc y estos van a ser los grandes impulsores del reciclaje.

Algunas químicas de iones de litio son menos rentables para el reciclaje. Por

ejemplo, las baterías de fosfato de hierro-litio producidas por el fabricante A123 no

tienen un buen rendimiento en el reciclaje. Los materiales menos costosos en las

baterías de A123 le proveen a la compañía una ventaja económica en la fabricación,

pero también hace sus baterías menos económicas para ser recicladas.

1.1.6 MOTORES ELÉCTRICOS

Actualmente los fabricantes de vehículos eléctricos no se han decidido por un tipo

de motor concreto, en el mercado se encuentran vehículos eléctricos dotados con toda

clase de motores, motor de corriente continua, motor síncrono motor de inducción.

Los vehículos comercializados con motor de continua, solo usan el modelo

Brushless, los vehículos con sistema de propulsión síncrono evitan el circuito de de

excitación de corriente continua, y se imponen los síncronos de imanes permanentes o

los de reluctancias conmutadas, y en los de gamas alta los motores síncronos de flujo

axial, en los motores de inducción el claro dominador es el de jaula de ardilla.

1.1.6.1 TIPOS DE MOTORES ELÉCTRICOS

Motores de inducción

La maquina asíncrona o de inducción al igual que cualquier otro dispositivo de

conversión electromagnética de energía de tipo rotativo, está formada por un estator y

un rotor. En el estator se coloca el inductor, alimentado por una red mono o trifásica. El

rotor es el inducido, y las corrientes que circulan por él aparecen como consecuencia de

la interacción con el flujo del estator.




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18

El estator está formado por un apilamiento de chapas de acero al silicio que disponen

de unas ranuras en su periferia interior en las que se sitúa un devanado trifásico

distribuido, alimentado por una corriente del mismo tipo, de tal forma que se obtiene un

flujo giratorio de amplitud constante distribuido sinusoidalmente por el entrehierro.

El rotor está constituido por un conjunto de chapas apiladas, formando un cilindro,

que tienen unas ranuras en las circunferencia exterior, donde se coloca el devanado.

Motores síncronos

Las máquinas síncronas, al igual que los demás tipos de máquinas eléctricas, están

constituidas por dos devanados independientes:

Un devanado inductor, construido en forma de arrollamiento concentrado o

bien distribuido en ranuras, alimentado por corriente continua, que da lugar a

los polos de la máquina.

Un devanado inducido distribuido formando un arrollamiento trifásico

recorrido por corriente alterna.

Modernamente se emplea un sistema de excitación sin escobillas, en este caso el

devanado trifásico de la excitatriz está colocado en el rotor y su devanado inductor en el

estator, La salida de c.a de la excitatriz se convierte en c.c por medio de rectificadores

montados en el eje y que alimentan directamente el rotor del alternador sin necesidad de

anillos no escobillas.

Los vehículos eléctrico que a día de hoy se comercializan con motores síncronos,

sustituyen la dinamo excitatriz por imanes permanentes ( motores síncronos de imanes

permanentes) o por láminas de acero ( motores síncronos de reluctancia variable) .

Motores síncronos de imanes permanentes

Básicamente, están constituidos por un rotor sobre el que van aplicados distintos

imanes permanentes, y por un cierto número de bobinas excitadoras bobinadas en su

estator. Así, las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la

conmutación (o excitación de las bobinas) debe ser externamente manejada por un

controlador.

Al sustituir el circuito de excitación por un imán, se consiguen maquinas más

compactas, menor volumen aproximadamente un 30% más pequeñas y casi un 10 %

más eficientes que las motores síncronos convencionales




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19

Motores síncronos de reluctacias conmutadas

Los motores de reluctancia eliminan los imanes permanentes, las escobillas y los

conmutadores. El estator consiste en unas laminaciones de acero que forman postes

salientes.

Una serie de de bobinas, conectadas independientemente en pares de cada fase,

envuelve los postes del estator. Sin bobinas del rotor, el rotor es básicamente un pedazo

de acero formado para formas postes salientes.

La corriente es conmutada entre las bobinas de cada fase del estator en un patrón

secuencial para desarrollar un campo magnético que gira.

La reluctancia se refiere a las características de resistencia de un circuito magnético,

también llamada resistencia magnética. Cuando un par de bobinas d los polos del estator

es energizado, el rotor se mueve para alinearse con los postes del estator.

Motores de flujo axial

Es un modelo particular del grupo de los motores síncronos, su funcionamiento,

idéntico al de imanes permanentes, pero en su diseño presenta una modificación en la

posición del rotor y el estator, que se disponen de forma longitudinal sobre el eje, de

modo que la dirección de flujo es longitudinal al eje motor.

Con este modelo se obtiene una enorme densidad de par, además de permitir la

posibilidad de acoplarse directamente a la rueda del vehículo simplificando los

acoplamientos motor-rueda y optimizando así el espacio en el capot

Motor Brushless

De entre todos los motores de corriente continua, que son además, los que

tradicionalmente se imponen en la tracción eléctrica, es el motor sin escobillas

Brushless el que se ha impuesto en todos los modelos de vehículos eléctricos

comercializados con motor de continua.

Este tipo de motores incorpora imanes permanentes en lugar del circuito de

excitación, los imanes van alojados en el rotor así que las bobinas del inducido se sitúa

en el estator.

Su funcionamiento se basa en la alimentación secuencial de cada una de las fases del

estator de forma sincronizada con el movimiento del rotor.




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20

1.1.6.2 FRENADA REGENERATIVA

Al incorporar al vehículo un motor eléctrico, se puede utilizar como generador para

recargar las baterías.

En las maquinas asíncronas, para lograr invertir la dirección de potencia se consigue

a velocidades superiores a la de sincronismo, lo que implica deslizamientos negativos.

En este caso el sentido de rotación del flujo respecto al secundario de la maquina se

invierte con relación al régimen motor, lo que lleva una inversión en el sentido de la

f.e.m del rotor, que provoca a su vez una inversión en la corriente y en el par. En

consecuencia el par desarrollado por la maquina asíncrona se convierte en par de

frenado respecto al momento de rotación del motor primario, La maquina asíncrona

funciona como generador , recibiendo energía mecánica de las ruedas del vehículo, que

gira a una velocidad por encima de la de sincronismo y entrega energía a las baterías.

Durante la frenada son las propias ruedas las que hacen que el motor siga girando.

De esta manera, el motor, que sigue rotando mientas se frena, hace la función de un

generador, enviando la energía obtenida a un acumulador que la almacena para su

propio uso.

Se percibe una disminución de la velocidad ya que las ruedas pasan a mover el

motor, teniendo que vencer sus resistencias internas. En un freno regenerativo además,

lo que conseguimos es generar electricidad, esta electricidad generada es utilizada para

recargar las baterías y así aumentar la autonomía del vehículo.

El freno regenerativo no es ilimitado, por lo que no evita que los vehículos tengan

que llevar los frenos convencionales, ya que en el caso de que las baterías se encuentren

al cien por cien de su capacidad, no se podría acumular más energía y por tanto, no

habría forma de detener al vehículo, y en otro caso por motivos de seguridad, a bajas

velocidades las inducciones que se crean en el generador eléctrico son de muy baja

intensidad y no sirve para detener al vehículo.

Sin embargo, la frenada regenerativa permite que los frenos de estos vehículos

funcionen mucho menos y con ello sufran un menor desgaste, lo que redunda en unos

intervalos de mantenimiento mucho más largos y en unas fatigas mucho menores.




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21

1.2 SISTEMAS DE APOYO Y FINANCIACIÓN.

Las medidas que están tomando muchos gobiernos para impulsar la movilidad

eléctrica, están siendo bien recibidas, de este modo se consegue una mayor utilización

del vehículo eléctrico lo que a nivel gubernamental proporcionará beneficios en el plano

ambiental y económico.

En España el principal eje de apoyo es el Plan de Acción del vehículo Eléctrico en el

que se detallan quince medidas directas con un presupuesto contemplado de 590

millones de euro.

Fomento de la demanda

Subvención para la adquisición de vehículo (20% hasta un máximo de 6.000

euros) con un coste presupuestario estimado de 240M€.

Elaboración de un mapa de flotas susceptibles de ser renovados por vehículos

eléctricos.

Diseño de ventajas urbanas para vehículos eléctricos: circulación en zonas

restringidas, reserva de espacios públicos para recarga, etc.

Creación del sello de Ciudad con Movilidad Eléctrica.

Apoyo a la industrialización e I+D

Priorización de planes empresariales que tengan como objeto el vehículo

eléctrico (140M€).

Apoyo a las tecnologías de comunicación entre la red eléctrica y el vehículo

(35M€).

Líneas prioritarias de I+D+i para vehículos eléctricos. (173M€).

Infraestructura y gestión de demanda

Articulación de medidas de apoyo a la introducción del vehículo eléctrico de

forma consensuada con las compañías del sector eléctrico (2M€).

Tarifa de acceso “súper valle” (horario nocturno).

Implantación, sin coste, de contadores con discriminación horaria para los

usuarios de un vehículo eléctrico.




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Medidas transversales

Marketing estratégico y comunicación institucional.

Identificación de las barreras de hábitos y opinión que presenta el vehículo

eléctrico.

Homologación y normalización del vehículo y sus componentes.

Trasposición de la directiva europea sobre promoción de vehículos limpios y

eficientes.

Formación académica y profesional específica.

1.2.1 MEDIDAS DE APOYO A LA ADQUISICIÓN DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

Estas medidas van destinadas a las personas físicas, entidades privadas con

personalidad jurídica propia, Administraciones Públicas, sociedades y entidades que

tengan consideración de carácter público estatal, autonómico o local.

Las ayudas económicas son concedidas por adquisición, operaciones de financiación

por leasing financiero y arrendamiento por renting o leasing operativo de vehículos

eléctricos nuevos, matriculados por primera vez en España.

Los vehículos depositarios del amparo son M1 (turismos), N1 (comerciales), M2

(autocares hasta 5.000kg), M3 (autocares mayores de 5.000 kg), N2 (camiones hasta

12.000 kg), L3e y L5e (motocicletas de más de 45 km/h), L6e y L7e (cuadriciclos

ligeros y pesados).

La cuantía de la subvención para las categorías de M1, N1, L6e, L7e, L5e y L3e será

de un 25% de su precio de venta antes de impuestos y hasta un límite máximo de:

Tope Autonomía vehículo (a) en km

2.000€ 15km<a<40km

4.000€ 40km<a<90km

6.000€ 90km<a

Tabla 1.8: Subvención máxima-autonomía del vehículo. Fuente: IDAE




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La cuantía de la subvención para las categorías:

M2 y N2: 25% hasta 15.000€ (>60km).

M3: 25% hasta 30.000€ (>60km).

Si el vehículo adquirido no incluye sus baterías propulsoras, el porcentaje del 25%

de la ayuda individual pasa a ser del 35%, manteniendo los límites anteriores.

Cuando el mismo beneficiario adquiera más de un vehículo de la misma categoría se

incrementará la ayuda individual correspondiente a cada vehículo como sigue:

15% para los vehículos del segundo al quinto.

20% para los vehículos del sexto al décimo.

25% para el undécimo vehículo y siguientes.

1.2.2 AYUDAS DIRECTAS A LA ADQUISICIÓN DEL VEHÍCULO A NIVEL

AUTONÓMICO7.

Comunidad Valenciana

La Generalitat puso en marcha en Junio de 2011 la tercera edición del programa

'CO2TXE 2011' de ayuda a la compra de vehículos híbridos y eléctricos, que incluye

ayudas directas de entre 2.000 y 2.300 euros para los híbridos y de hasta 7.000 euros en

el caso de los coches puramente eléctricos.

Navarra

El Gobierno de Navarra autorizó la concesión de subvenciones para el impulso del

vehículo eléctrico en Navarra en 2010 por valor de 250.000 euros. Las ayudas son para

particulares, empresas y flotas, para la adquisición de diferentes tipos de vehículos

(motocicletas, turismos o autobuses comerciales) con un margen de subvención de entre

1.200 y los casi 30.000 euros, en función del vehículo.

El Plan Vehículo Eléctrico de Navarra (Plan VEN) prevé una primera fase de

demanda donde la sociedad se familiarizará con las ayudas, una segunda fase de apoyo

a la I+D+i, y una tercera de búsqueda de un proyecto industrial.

7 Instituto para la diversificación de energía IDAE




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Pais Vasco

El Ente Vasco de la Energía (EVE) ha puesto en marcha una serie de medidas para

fomentar la adquisición de vehículos eficientes, consisten en una subvención a fondo

perdido del 10% del coste de vehículo, impuestos excluidos, hasta un máximo de 2.000

euros.

Barcelona

Los propietarios de vehículos eléctricos en Barcelona, dispondrán de un 75% de

bonificación en el impuesto anual de circulación, zona verde gratuita, peajes blandos,

posibilidad de utilizar los carriles de alta ocupación y una prueba piloto para usuarios

particulares.

Madrid y Sevilla

Los vehículos eléctricos estarán exentos de pagar en los sistemas de estacionamiento

regulado

Islas baleares

El Gobierno balear a través de la Conselleria de Comercio, Industria y Energía abrió

en 2010 una línea de ayudas para ofrecer hasta 7.000 euros para la compra de vehículos

eléctricos, híbridos o con gas, y hasta 600 euros para renovar aparatos de aire

acondicionado y calderas de calefacción. También posibilita incentivos para la

instalación de estaciones de recarga.

1.2.3 INCENTIVOS A LA INDUSTRIALIZACIÓN DEL VEHÍCULO ELECTRICO.

Dentro del Plan de Acción del vehículo eléctrico, se fomenta el apoyo a la

industrialización y la I+D+i. Dentro del apoyo a los sectores estratégicos industriales y a

la reindustrialización se priorizarán los planes empresariales que tengan como objeto el

vehículo eléctrico. Se prevé destinar 140 millones de euros en 2011 y 2012.

En la Orden ITC/3109/2010, de 26 de noviembre, se efectúa la convocatoria de

ayudas correspondiente al año 2011 para la realización de actuaciones en el marco de la

política pública para el fomento de la competitividad de los sectores estratégicos

industriales para el período 2010-2011, en el ámbito del sector de automoción. (SEI).




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25

En la Real Orden ITC/3098/2006, de 2 de octubre (B.O.E. 10-10-2006), por las que

se establecen las bases reguladoras de la concesión de ayudas para actuaciones de

reindustrialización durante el periodo 2007-2013 (REINDUS).

Otros organismos públicos, como el CDTI , también cuentan con programas que

incentivan el desarrollo industrial del vehículo eléctrico. Entre Enero de 2009 y Mayo

de 2011 este organismo fomentó el desarrollo y la introducción del vehículo eléctrico

con una inversión, a través de ayudas públicas, de:

46,8 millones de euros en proyectos destinados a proyectos de I+D+i varios .

28,8 millones de euros a proyectos de investigación CENIT.

1.2.4 MEDIDAS DE APOYO A LA DISPOSICIÓN DE LA INFRAESTRUCTURA

Concepto de Inversión Coste emáximo Ayudas PAE4+(€)

Instalaciones completas de

un puno de recarga de

potencia inferior a 40 €

4.000 Hasta el 30% del

coste elegible con un

max de 1.200€

Instalaciones completas de

un puno de recarga de

potencia mayor a 40 €



max de 15.000

Sistemas centralizado de

control y gestión del sistema

de recarga



max de 15.000

Tabla 1.9: Medidas de apoyo a la disposición de las infraestructuras de recarga. Fuente: IDAE

1.2.4.1 PUNTOS DE RECARGA INDEPENDIENTES

Concepto de inversión Coste máximo Ayudas PAE4+(€)

Instalación completa de un

punto de recarga cubierto

con potencia inferior a 40

KW



máximo de 1.600€

Instalación de un punto de

recarga en la vía pública con

una carga inferior a 40 KW


coste total elegible

con un máximo de

2.600€

Instalación completa de un

punto de recarga rápida con

una potencia igual o mayor

de 40 KW



máximo de 24.000€




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Sistema centralizado de

control y gestión del sistema

de puntos de carga



máximo de 20.000€

Campaña de comunicación

(únicamente para redes de

recarga)

6.000 6.000€

Tabla 1.10: Puntos de recarga independientes. Fuente: IDEA

1.3 BARRERAS

A día de hoy el consumidor muestra cierto escepticismo por la movilidad eléctrica

pudiendo deberse a diferentes criterios según estipula el estudio de movilidad eléctrica

de IDAE:

Barreras Técnicas

La batería es cara y tiene una autonomía limitada, lo que restringe el uso de

vehículos eléctricos a un ambiente urbano.

Los tiempos de recarga, la densidad energética, el número de ciclos, la

autonomía y el peso constituyen otros factores importantes que considerar.

Para lograr distancias largas con una sola carga y con la tecnología actual, se

necesita un paquete de baterías que ocupan un espacio considerable y de gran

peso para el vehículo.

El número de puntos de recarga existentes es muy escaso.

Existe una falta de estandarización en los vehículos (baterías) y en el sistema

de recarga (conexión).

Debido al mayor peso del vehículo eléctrico, es necesario un incremento en la

energía necesaria para desplazarlo, respecto al coche convencional.

Limitada oferta de modelos de vehículos eléctricos comerciales, aunque los

planes de producción y calendarios de lanzamiento de fabricantes importantes

son inminentes .

Barreras Económicas

La diferencia entre el precio de un vehículo eléctrico y un vehículo convencional

puede ser un factor limitante para el desarrollo del vehículo eléctrico.

Actualmente se estima que hay una diferencia de unos 8.000 y 17.000 euros con




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27

respecto a un vehículo tradicional. Sólo la batería puede suponer el 75% del

incremento en el coste.

El despliegue de la infraestructura necesaria tiene un coste muy elevado;

especialmente el aspecto de la existencia de puntos de recarga accesibles a todos

los ciudadanos es un factor crítico.

Barreras Sociales

Existe la necesidad de una concienciación social sobre las ventajas del vehículo

eléctrico y que las personas dejemos de ver los vehículos eléctricos casi como

“coches de juguete”.

Actualmente existe una percepción generalizada de riesgo que se corre al utilizar

coches eléctricos y quedarse sin batería, no pudiendo encontrar un lugar

próximo donde poder recargarla fácilmente.

1.4 IMPACTOS

1.4.1 IMPACTO EN LA RED ELÉCTRICA

El empleo del vehículo eléctrico podría servir como medio para aplanar la curva de

demanda al disminuir las diferencias producidas entre las horas punta (o periodos de

mayor consumo) y las horas de menor consumo eléctrico. Además la eléctrica Endesa

estipula estas otras ventajas:

Facilitar la integración de las energías renovables en el sistema en condiciones de

seguridad.

La producción de energía eólica es muy variable y con frecuencia aumenta durante la

noche, cuando no siempre es posible integrarla en el sistema si la oferta es mayor que la

demanda de electricidad. Por eso, recargar los vehículos eléctricos durante las horas

nocturnas permitirá aprovechar mejor la energía disponible y reducir los casos en los

que los parques eólicos se desconectan, porque su producción excede los límites de

seguridad del sistema eléctrico. Se estime que 1,7 millones de vehículos eléctricos

podrían consumir en 25% de la generación renovable en 2020, evitando su vertido a red

con los correspondientes problemas de gestionabilidad




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28

Los coches eléctricos son nuevos consumidores que llegarán a representar en la

próxima década el 2% de la demanda actual

Según estudios realizados por Red Eléctrica sería posible integrar en los próximos

años hasta seis millones y medio de coches eléctricos, sin inversiones adicionales en

generación ni en la red de transporte si se hace una recarga lenta en las horas nocturnas.

No obstante, será necesario desarrollar sistemas de carga inteligentes que permitan una

comunicación vehículored (redes inteligentes) así como instalar contadores con

discriminación horaria que ayuden a los usuarios a realizar una recarga inteligente.

El coche eléctrico puede ser, a largo plazo, un sistema de almacenamiento eléctrico

reversible.

Este concepto se conoce como ”Vehicle to Grid” (V2G). Las baterías se deberán

recargar por la noche mientras que durante el día, cuando la demanda es mayor, podrán

verter electricidad al sistema.

1.4.2 IMPACTO MEDIOAMBIENTAL

El vehículo eléctrico no produce emisiones contaminantes directas, pero la

generación de energía eléctrica necesaria para ponerlo en circulación puede dar lugar a

emisiones contaminantes en función de como se haya generado la energía, la situación

ideal para reducir a cero las emisiones sería el empleo de renovables para su

abastecimiento

Un estudio comparativo realizado por el Instituto para la diversificación de la energía

(IDAE) sobre la concentración de CO2 emitida por un vehículo eléctrico y un vehículo

motor diesel a los 100 km, serían cercanas a 3,3 KgCO2 y 13.3 KgCO2,

respectivamente.

Cabe destacar que los vehículos eléctricos, aparte de tener una elevada capacidad de

reducir las emisiones de CO2, también tiene un impacto positivo en la reducción de

otros gases contaminantes, quizá menos conocidos, pero muy perjudiciales para la

salud, como son las partículas en suspensión (PM) y los óxidos de nitrógeno (NOx).

Estos elementos, en los núcleos urbanos, cuentan con casos probados de: menor

desarrollo pulmonar en la infancia, problemas respiratorios en personas de avanzada

edad, inflamación e irritación del tracto respiratorio, empeoramiento de problemas

asmáticos e incluso muertes prematuras.




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29

No solo el empleo del vehículo eléctrico elevaría la calidad del aire sino que también

habría que considerar la reducción de la contaminación acústica de la que se

beneficiarían las ciudades .

1.5 SINERGIAS8

La presencia del vehículo eléctrico favorecería la incursión de la energía renovable,

en concreto la energía eólica que tiene una presencia destaca en el mix de generación

eléctrica española, y que produce grandes cantidades de energía en horas nocturnas que

se desaprovecha, el vehículo eléctrico se podría emplear, como ya se ha explicado,

como vinculo para aprovechar esta energía almacenándola cuando no haya demanda y

posteriormente devolverle a la red la a lo largo del día, esto facilitaría la inclusión de

nuevas instalaciones con la finalidad de cumplir el objetivo “20% renovables en 2020”

de la Unión Europea.

A parte de los fabricantes de vehículos y las empresas eléctricas, existen otro tipo de

empresas que tendrán relevancia en el impulso del vehículo eléctrico. Los fabricantes de

baterías, donde aún quedan por resolver preguntas como ¿Qué compuestos serán los que

predominen en los cátodos y ánodos en un futuro?, ¿Será viable el reciclado de la

misma?, etc.

Otro sector que se vería inmiscuido, no en su desarrollo pero si en su acogida, son

los transportistas de corto recorrido, mensajeros y toda empresa cuya flota de vehículos

se mueva en un entorno urbano, ya que se espera que sean los primeros y principales

beneficiarios de la entrada del vehículo eléctrico. Estas empresas cuentan con unas

condiciones idóneas en cuanto a: recorrido, infraestructura potencial, etc. Entidades

como Correos, la empresa pública postal de España, o Aena ya cuentan con su propia

flota de vehículos eléctricos.

En este contexto las compañías de petróleo verían al vehículo eléctrico como una

amenaza, por ellos empresas destacadas del sector como Cepsa o Repsol ya se están

posicionando dentro de la cadena de valor de dicha tecnología.

8 IDAE




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30

1.6 PROYECTOS DESTACADOS

España incentiva la movilidad eléctrica como apuesta para reducir el gasto en

petróleo, presupuestado en 50.000 millones de euros, el Ministerio de Industria a

manifestado su satisfacción si se lograse una reducción del 10 % de este gasto

La estrategia integral para el vehículo eléctrico tiene como objetivo alcanzar 250.00

coches eléctricos e híbridos en 2014 siendo la mayor parte de esos vehículos s de

fabricación española

Desde el gobierno se está incentivando el desarrollo de coches eléctricos con

destacados proyectos9 :

1.6.1 PROYECTO MOVELE

El Plan de Activación del Ahorro y la Eficiencia Energética 2008-2011, aprobado

por el Consejo de Ministros el 1/8/2008, incluye en su Medida nº4 el desarrollo de un

proyecto piloto de introducción de vehículos eléctricos con el objetivo de demostrar la

viabilidad técnica, energética y económica de esta alternativa de movilidad.

El Proyecto MOVELE, gestionado y coordinado por el IDAE, consiste en la

introducción en el plazo dos años, dentro de entornos urbanos, de 2.000 vehículos

eléctricos de diversas categorías, prestaciones y tecnologías, en un colectivo amplio de

empresas, instituciones y particulares, así como en la instalación de 500 puntos de

recarga para estos vehículos, con los siguientes objetivos:

Demostrar la viabilidad técnica y energética de la movilidad eléctrica en los

entornos urbanos, posicionando a España entre las escasas experiencias reales

de demostración de las tecnologías de movilidad con energía eléctrica.

Activar dentro de las administraciones locales implicadas medidas impulsoras

de este tipo de vehículos: infraestructura pública de recarga, reserva de plazas

de aparcamiento, circulación por carriles bus-taxi, etc.

Implicar a empresas del sector privado en la introducción del vehículo

eléctrico: empresas eléctricas, empresas de seguros y de financiación

(renting), etc.

9 Instituto para la diversificación de la energía




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__________________________________________________________________________

31

Servir como base para la identificación e impulso de medidas normativas que

favorezcan esta tecnología: medidas fiscales en la compra o uso de los

vehículos,

tarifas de suministro, modificación de normas que impidan su evolución

(acceso a puntos de recarga en viviendas comunitarias, homologación), etc.

El proyecto se llevará a cabo en tres ciudades, Madrid, Barcelona y Sevilla. El coste

total de la inversión asociada a la infraestructura en dichas ciudades ascenderá a

2.032.500 €, de los cuales 977.000 € corresponden a la aportación económica que

IDAE.

Madrid Barcelona Sevilla Total

Puntos de recarga ( und) 280 191 75 546

Inversión en instalaciones( €) 1.366.000 638.000 288.000 2.032.500

Tabla 1.11: Datos básicos de la red piloto Movele. Fuente: IDAE

1.6.1.1 RESULTADOS DEL PROYECTO MOVELE

A la conclusión del plazo para la adquisición de vehículos (31 de marzo de 2011).

Estos fueron los resultados obtenidos por tipo de vehículo y la ayuda media aportada

por el IDAE

Unidades por categorías y ayuda media

Figura 1.3 Unidades por categoría y ayuda media proyecto MOVELE. Fuente: IDEA




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32

En referencia al tipo de cliente, las empresas (en sus diferentes categorías) fueron

Figura 1.4 Solicitudes netas por tipo de cliente ( nº de vehículos). Fuente: IDAE

1.6.2 PROYECTO LIVE BARCELONA

El Área Metropolitana de Barcelona constituye uno de los polos europeos en el

campo de la industria automovilística, concentrando casi el 30% de la industria del

estado español.

El proyecto Live (Logística para la Implementación del Vehículo Eléctrico) es una

plataforma público-privada que nace con el objetivo de dar soporte e impulsar el

desarrollo de la movilidad eléctrica en la ciudad y en el Área Metropolitana de

Barcelona.

Live es la plataforma que impulsa el vehículo eléctrico en la ciudad como una

oportunidad para situar a Barcelona como núcleo de innovación en movilidad eléctrica a

escala mundial.

Los socios promotores de este proyecto son, El Ayuntamiento de Barcelona, a través

de las áreas de Medio Ambiente, Movilidad y Promoción Económica La Generalitat de

Cataluña, a través del Instituto Catalán de Energía Las empresas ENDESA y SEAT.

El proyecto Live es un plan general y unificado de implementación estratégica del

vehículo eléctrico para dar soporte a la industria, a la movilidad sostenible y al medio

ambiente; en torno a los siguientes ejes:




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__________________________________________________________________________

33

Dar soporte en el desarrollo y promoción de proyectos

Facilitar las herramientas y los recursos necesarios para generar una red de

activos innovadores, de economía e industria, para impulsar la I+D.

Promover la organización y acogida de eventos y actividades que impulsan la

movilidad eléctrica en Barcelona.

Impulsar el despliegue de redes públicas y privadas de recarga para toda el

Área Metropolitana de Barcelona.

Convertirse en el punto de referencia de los ciudadanos y empresas de

Barcelona, para cualquier aspecto relacionado con la movilidad eléctrica.

Desde la plataforma Live se está trabajando para involucrar a las principales

entidades, emprendedores/as y usuarios/as del territorio en trabajar de forma conjunta en

el impulso tecnológico, económico e industrial y en la implementación de la movilidad

eléctrica en el Área Metropolitana de Barcelona.

1.6.3 PROTECTO MERGE

El proyecto MERGE, siglas de Mobile Energy Resources of Electricity, puesto en

marcha por Iberdrola, desarrollará estudios para prever el posible impacto que suponga

la integración de los vehículos eléctricos en las redes de distribución actuales y futuras.

El proyecto MERGE es una iniciativa europea, cuenta con un presupuesto de más de

4,5 millones de euros y una duración de dos años. Además de empresas del sector

eléctrico se encuentran otras empresas relacionadas con dicho sector, universidades y

consultoras.

Los trabajos se repartirán en seis áreas, donde Iberdrola se encargará del área

responsable de evaluar los impactos técnicos, económicos y medioambientales

derivados de la conexión masiva de los vehículos eléctricos en la red.

También se investigarán diferentes opciones de recarga inteligente para el coche,

definiendo las características de las redes de distribución.

1.6.4 ELVIRE




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34

El proyecto ELVIRE es una iniciativa de ámbito europeo que persigue vencer la

incertidumbre que puedan tener los usuarios de vehículos eléctricos a quedarse sin

carga eléctrica en las baterías para poder llegar a su destino.

El objetivo del proyecto es diseñar e implementar los sistemas necesarios que

permitan al usuario conocer cuál es el estado actual de su batería, los kilómetros que

puede recorrer, cuáles son los puntos de recarga más cercanos o los puntos de recarga

que se encuentran a mitad de camino; cuáles de estos puntos están a su disposición,

cuánto tiempo de carga necesitaría para llegar a su destino, cuales tienen un mejor

precio, etc.

Endesa es la única empresa española que participa en este consorcio de trece

empresas liderado por Continental, y que cuenta con SAP, Better Place, Renault y

Volkswagen, entre otras. ELVIRE cuenta con un presupuesto cercano a los 10 millones

de euros y se espera que finalice en 2013.

1.6.5 DOMOCELL

DOMOCELL es un proyecto de I+D+i que se enfoca, dentro del mundo del Vehículo

Eléctrico, hacia el estudio de las redes de carga en edificios residenciales de las grandes

y medianas ciudades.

Los objetivos del proyecto son:

Desarrollar una plataforma integral para la recarga de vehículos eléctricos,

que permita instalarse fácilmente en parkings comunitarios y motive a los

usuarios el cambio del vehículo de combustión por otro eléctrico.

Estudiar el impacto de los vehículos eléctricos en la red de electricidad

Diseñar una arquitectura de carga y comunicaciones válidas para entornos

domiciliarios en grandes urbe.

Estudiar modelos de negocio factibles y rentables dentro del mundo de la

carga de vehículos

Permitir a los operadores de energía analizar y anticiparse a los incrementos

de demanda que la aparición del vehículo eléctrico puede provocar

Coordinar y combinar los conocimientos de empresas del sector TI y de la

Energía, para obtener una solución óptima a este problema

En el proyecto participan entidades como Gas Natural - Unión Fenosa, REE y las

universidades Carlos III de Madrid y la Politécnica de Valencia.




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35

1.6.6 CITYELEC

CITYELEC es un Proyecto Singular Estratégico (PSE) financiado por el Ministerio

de Ciencia e Innovación en el marco del Programa Nacional de Cooperación Público-

Privada del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación

Tecnológica 2008-2011.

El principal reto del proyecto es la definición de un sistema adecuado para satisfacer

las necesidades de transporte urbano actuales y futuras, permitiendo la movilidad

personal con una huella de carbono mínima, mediante el desarrollo de una flota de

vehículos eléctricos ligeros (scooters, city cars and minibuses), el desarrollo de

elementos de infraestructura (estaciones de transformación urbana con capacidad de

almacenamiento de energía, generadores locales de energía fotovoltaica, eólica, etc.) y

nuevos conceptos para la gestión de energía eléctrica de fuentes renovables en la red,

centrado en almacenamiento máximo de energía renovable para movilidad. El proyecto

se organiza en ocho sub-proyectos:

Especificación y arquitectura del sistema CITYELEC

Integración de infraestructuras en el entorno urbano

Sistemas de recarga distribuidos

Reinvención de la red eléctrica

Almacenamiento, Adaptación y Distribución de Energía en el Vehículo

Sistema de propulsión / Tracción eléctrica en vehículo

Gestión óptima potencia/energía

Demostrador CITYELEC y Difusión

El proyecto está liderado por Tecnalia y cuenta con la participación de 32 empresas,

entidades y organismos públicos, entre los que destacan los ayuntamientos de Zaragoza

y San Sebastián. Entre los participantes, se encuentran fundaciones y empresas de

desarrollo e investigación (Fundación aiTIIP, AVELE, Fundación de I+D en

Automoción, INASMET), universidades (Universidad Politécnica de Cataluña,

Universidad del País Vasco, Universidad de Extremadura), entidades públicas (Instituto

Nacional de Técnica Aeroespacial, CSIC, SERNAUTO) empresas vinculadas con el

sector del automóvil y las baterías (Tudor, S.A., Valeo Térmico, Lear Corporation, Saft,

etc) y con el sector eléctrico (Unión Fenosa, Hidroeléctrica del Cantábrico, Ente Vasco

de la Energía, Ormazabal), entre otros. El presupuesto total es de 19 millones de euros,

desde 2009 hasta 2012.




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36

1.6.7 TECNOMUSA

El objetivo general del proyecto TECMUSA es desarrollar vehículos eléctricos e

híbridos de gran tamaño para el transporte de personas y mercancías.

Durante la duración del proyecto, se llevará a cabo el diseño de dos tipos de

plataformas vehiculares: una para vehículos pesados, como autobuses, y otra para

vehículos ligeros destinados, principalmente, a la actividad logística. En ambos casos se

busca el desarrollo de avanzadas configuraciones de propulsión eléctrica e híbrida,

sistemas de comunicación e información hacia el interior y exterior del vehículo, nuevos

materiales y dispositivos de almacenamiento y gestión de la energía.

En una segunda fase, estos sistemas se integrarán sobre prototipos industriales, un

autobús eléctrico, otro híbrido y un vehículo de paquetería híbrido, aplicando y

probando las tecnologías embarcadas desarrolladas en el proyecto. La investigación

impulsará, además, la creación de nuevas empresas de base tecnológica y su

participación en programas europeos. El proyecto está financiado por el Plan Nacional

de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008-2011 del

Ministerio de Ciencia e Innovación, y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo

Regional (FEDER) de la Unión Europea. Dispone de un presupuesto de 2,9 millones de

euros. El desarrollo de TECMUSA, liderado por el INSIA de la UPM, implica la

participación de 25 Socios: 15 empresas Y 10 grupos de investigación

1.6.8 CENIT VERDE

El Proyecto VERDE es un proyecto CENIT dedicado a la investigación y generación

del conocimiento necesario para la futura fabricación y comercialización de vehículos

ecológicos a España, básicamente híbridos enchufables (PHEV) y eléctricos (EV).

Este proyecto, que se divide en seis áreas de trabajo, tiene la finalidad de desarrollar

las tecnologías y los componentes clave para que los automóviles híbridos y eléctricos

sean una realidad en España, tanto las baterías y los motores eléctricos como los

sistemas de recarga. El presupuesto total del proyecto son 34 millones de euros, aunque

una parte significativa está subvencionada por el Ministerio de Ciencia e Innovación

dentro del Programa CENIT (Consorcios Estratégicos Nacionales de Investigación

Técnica) a través del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).

El Proyecto VERDE está liderado por el Centro Técnico de SEAT y coordinado

administrativa, técnica y científicamente por CTM Centre Tecnològic, donde participan




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37

16 empresas del sector de automoción, infraestructura y energía, tales como, AIA,

Cegasa, Circutor, Cobra, Endesa, Ficosa, Green Power, Iberdrola, Infranor, Lear,

Mapro, Red Eléctrica España, Siemens, Rovalma y Técnicas Reunidas.Además

participan trece centros entre Universidades y Organismos Públicos de Investigación,

como AICIA, ASCAMM, CIDETEC, CIRCE, CNM del CSIC, CTM Centre

Tecnològic, IIC, IIT de la Universidad Pontificia de Comillas, IREC, Leitat, Tecnalia,

Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) y Universidad Carlos III.

Se desarrolla en un total de seis comunidades autónomas: Andalucía, Aragón,

Catalunya, Madrid, País Vasco y C. Valenciana

1.7 PERSPECTIVAS

A día de hoy las empresas automovilísticas están anunciando la comercialización

masiva de vehículos eléctricos para los próximos dos años. Sera entonces cuando se

pueda obtener información más detallada sobre la demanda real del vehículo eléctrico.

En estos momentos, todos los fabricantes, proveedores y gobiernos trabajan con

hipótesis sobre como se espera que evolucione la demanda. Estas expectativas sobre el

número de vehículos eléctricos en circulación deben ser tomadas con cautela, ya que,

ante todo son expectativas.

Un ejemplo claro fue en el año 2008, el Misterio de Industria anunció el objetivo de

disponer de un millón de vehículos eléctricos e híbridos para 2014, esta cifra se redujo a

la cuarte parte en 2009 en la Estrategia integral de Vehículo Eléctrico en España con la

que se pretende alcanzar en 2014 la cifra de 250.000 vehículos eléctricos .

De acuerdo a los estudios de de la consultoría BCG, en el medio y corto plazo serán

los entusiastas y las subvenciones por parte del gobierno quien empuje la demanda de

vehículos eléctricos. Sin embargo en 2020, los consumidores tendrán en cuenta el coste

total de propiedad10

de un vehículo eléctrico frente a uno convencional en el momento

de decisión de compra. Estos consumidores sopesaran el ahorro de los vehículos

eléctricos frente a un sobreprecio inicial. Estos ahorros provendrán de un menor coste

de la electricidad frente a la gasolina, menores costes de mantenimiento así como los

incentivos de los gobiernos y políticas fiscales. Si los incentivos de compra persisten

10 El coste total de propiedad en automoción se refiere al coste de tener un vehículo




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38

para 2020 esto afectara directamente en el coste total de propiedad de los vehículos

eléctricos, sin embargo estos incentivos se han definido como medidas temporales y por

ello no se debería tener en cuenta en el coste total de propiedad en el futuro.

La demanda de vehículo eléctrico será más favorable si el precio de la gasolina es

relativamente alto (debido a impuestos) frente a la electricidad y si los usuarios

potenciales conducen distancias largas al año

La expectativa de ventas del vehículo eléctrico contemplada por laAgencia

Inetrnacinal de la energia :

2015 2020 2030 2050

Coches eléctricos 0.5 2.5 4.4 52.2

Tabla 1.12 Expectativas de ventas globales de vehiculo eléctrio ( millones por año). Fuente IDAE

En estas expectativas se asume que se van a lanzar al mercado un numero constante

de modelos en los próximos diez años. Durante el periodo de 2010 a 2015 se asume que

los nuevos vehículos se introducirán mediante una producción reducida hasta que los

fabricantes ganen experiencia y prueben sus nuevos modelos. En el tramo de 2015 se

asume que el número de modelos y ventas se incremente exponencialmente a medida

que los fabricantes se aproximen a una comercialización total del vehículo eléctrico.

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CAPÍTULO 2: ANÁLISIS DEL ENTORNO

En este momento la política nacional y la concienciación social sobre movilidad

eléctrica hacen muy atractivo el desarrollo de negoció, a pesar de la crisis mundial en la

que se está inmerso.

Se irrumpirá en el mercado con una idea pionera en el sector, donde se tendrá que

hacer frente a la economía de escalas y a la curva de aprendizaje, tendrá que adaptarse

las exigencias tecnológicas cambiantes, al no contar todavía con una técnica madura y

consolidada, y competir con el mercado del vehículos eléctricos, bio-combustible e

híbridos.

Por contra, la empresa podrá beneficiarse de la falta de competidores para obtener

un elevado margen comercial como del moderado poder de negociación de los clientes,

quienes todavía no han desarrollado una presión en el sector.

2.1 ANÁLISIS DEL ENTORNO

Serán todos aquellos factores externos a la empresa que tengan una influencia

significativa en la estrategia empresarial y que la compañía no puede controlar.

2.1.1 ENTORNO MUNDIAL

Los vehículos con motor térmico son los más demandados en el mercado mundial ,

pero cada vez son más los consumidores que sopesan la posibilidad de comprar un

vehículo alternativo, ya sea hibrido, hidrógeno o eléctrico, dado las altas cifras a la que

cotiza el barril de brain.

El mercado internacional del crudo marca precios máximos históricos todos los días.

La crisis económica mundial, la demanda creciente de China e India, unido a una

capacidad limitada de refino, supusieron un precio máximo histórico del barril de crudo

durante julio de 2008. Según los expertos este incremento se debió sobre todo al

crecimiento de la demanda de China e India y los intereses especulativos.




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42

Figura 2.1 Evolución del precio del petróleo Fuente: Energy Information Administrarion and Bureau of labor

stadistic

Actualmente el precio del petróleo se encuentra otra vez al alza. Sucesos como la

primavera árabe han provocado fuertes subidas a pesar de que la demanda se ha

reducido recientemente. Algunos expertos apuntan a que la subida es debida a motivos

especulativos y todos coinciden en señalar la dificultad para valorar el precio real del

petróleo.

Hay que añadir las desastrosas consecuencias causadas por fenómenos naturales ,

como los huracanes Katrina y Rita que asolaron Estados Unidos en 2005. Estos

fenómenos no sólo interrumpen el suministro de petróleo, afectando al precio, sino que

para muchos expertos son la evidencia del efecto negativo sobre el sistema climático

mundial de nuestra compulsiva quema de combustibles fósiles: El Cambio Climático.

Estas son, a día de hoy, las pautas que marcan los precios del combustible, de nuestra

economía, y en cierta medida la forma de vida de nuestra sociedad. Por ello no debemos

olvidar que estas fuentes energéticas son finitas, o mejor dicho, que su regeneración

tarda varios cientos de miles de años en producirse.

Hoy día nadie duda sobre la necesidad de encontrar alternativas al petróleo, de la

necesidad de reducir el consumo de petróleo y la dependencia que tiene del mismo el

sector del transporte.

Algunos países como Brasil han impulsado el uso de biocombustibles, como el

Etanol, con éxito. Con el uso de biocombustibles se reduce significativamente la

dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo no supone una solución al




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43

problema de la contaminación, además una creciente demanda de los biocombustibles

supondría un encarecimiento de los cereales utilizados para su elaboración provocando

una subida del precio de los alimentos básicos de la población.

La sociedad es cada vez más consciente del necesario papel de nuevas fuentes de

energía en el transporte. La transición desde el sistema tradicional energético en el

transporte, dependiente de los combustibles refinados del petróleo, a los nuevos

sistemas que no dependan de los mismos, requieren de un paso intermedio que permita

evolucionar a la industria. Este paso intermedio son las tecnologías eléctricas, cada vez

más extendidas. Se prevé juegue un papel fundamental durante las próximas décadas en

el desarrollo de sistemas de propulsión más limpios y eficientes.

Es de este modo el impacto mundial sobre la evolución desarrollo y crecimiento de la

movilidad eléctrica es positivo.

2.1.2 ENTORNO POLÍTICO Y SOCIAL

A día de hoy España cuenta con el Plan de acción del vehículo eléctrico, con un

presupuesto destinado de 590 M€ con el que se pretende incentivar la movilidad

eléctrica.

Las medias registradas por el gobierno Español priorizan:

Subvenciones a entidades con planes empresariales que tengan como objeto

el vehículo eléctrico (140M€)

El apoyo a las tecnologías de comunicación entre la red eléctrica y el

vehículo eléctrico, lo que conlleva un beneficio público al facilitar la

integración de energías renovables en el mix energético, así como la

posibilidad de utilizar el vehículo eléctrico como un sistema de

almacenamiento reversible.

Al vehículo eléctrico en áreas inter-urbanas, facilitándole la circulación por

zonas restringidas, reduciéndole el impuesto de circulación anual o dándole

la posibilidad de estacionamiento gratuito.

El entorno social y político tiene un impacto positivo en cuanto al desarrollo y

comercialización de vehículos reconvertidos a eléctricos.




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44

2.1.3 ENTRONO ECONÓMICO

El sector de la automoción, vehículos convencionales y eléctricos, está

estrechamente vinculado con el nivel de consumo o renta.

Actualmente España se encuentra inmiscuida en una difícil situación debido a la

crisis económica sufrida desde 2008, lo que resta poder a compradores particulares, en

el medio y corto plazo serán los entusiastas y las subvenciones por parte del gobierno

quien empuje la demanda de vehículos reconvertidos. Los consumidores tendrán en

cuenta el coste total de propiedad del vehículo reconvertido frente a uno convencional

o eléctrico puro en el momento de la decisión de compra. Estos consumidores sopesaran

el ahorro de los vehículos reconvertidos, que provendrán de un menor coste de la

electricidad frente a la gasolina, menores costes de mantenimiento así como los

incentivos de los gobiernos y políticas fiscales. Las estimaciones de la empresa

HIDRONEW XXII vaticinan que el ahorro total de un vehículo con motor eléctrico

frente al tradicional vehículo de combustión en una circulación anual de 15.000 a

20.000 Km es de 1.200 a 1.600 euros al año

Actualmente el entorno económico Español no presenta las mejores condiciones

para los planes de negocio de la empresa, pero será más favorable si el precio de la

gasolina es relativamente alto (debido a impuestos) frente electricidad y si los

consumidores recorren distancias largas.

2.2 ENTORNO ESPECÍFICO

Se referirá a todos los factores externos a la empresa que tengan una influencia

marcada y significativa en la estrategia empresarial.

En este contexto se estudiará la industria o conjunto de empresas que desarrollan la

actividad económica de producción y comercialización de vehículos reconvertidos a

eléctricos por medio del modelo de las cinco fuerzas de Porter ( Porter, Estrategia

Competitiva,1980).




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45

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2.2.1 AMENAZA DE ENTRADA DE NUEVOS COMPETIDORES

Las amenazas de entrada de nuevos competidores son altas, las subvenciones del

estado despiertan el interés de los consumidores y el mercado se adapta a sus

exigencias, en estos últimos años ha proliferado el interés común de la mayoría de

marcas por adentrarse en el sector. La movilidad eléctrica cada vez cobra más

protagonismo, la principal barrera que existe actualmente es competir con la economía

de escalas, ya que para alcanzar los niveles de rentabilidad medios del sector se debe

satisfacer una importante cuota de mercado o costes unitarios más altos. También se

detecta como barrera de entrada la curva de aprendizaje. La barrera de la economía de

escalas y curvas de aprendizaje tienen una importancia sumamente relevante en el sector

de la automoción, ya que se requiere de una inversión inicial fuerte para poner en

marcha el proceso productivo.

También supone un impedimento de entrada la inestabilidad tecnológica actual, aun

no se ha tocado fondo en su desarrollo, por ejemplo el consorcio BMW y PSA han

creado en 2011 una empresa conjunta para desarrollar tecnología eléctrica: fabricación

de baterías, motores eléctricos, generadores…, como tampoco se ha llegado aún a la

estandarización de los puntos de recarga, todos los cambios obligan a readaptar los

perfiles técnicos de la empresa y por tanto reinvertir capital.

2.2.2 PODER DE NEGOCIACIÓN DE LOS PROVEEDORES

En la industria existen multitud de proveedores que sirven como inputs en diferentes

puntos del proceso productivo, la competencia que existía entre ellos se ha hecho mayor

desde la apertura de miras del mercado global, lo que se traduce en una reducción del

coste unitario del producto.

Se debe tener en cuenta la ventaja competitiva en costes de los proveedores de

productos semi-terminados de China y otros países de la región del sudeste asiático,

Empresas del sector eléctrico como Molex, Siemens, ebmpast, Omron… tiene su

cadena de producción directamente en China.

El poder de negociación de los proveedores específicos, fabricantes de baterías de

Ion-litio, de motores eléctricos, de generadores, de software…, que aparte de ser

consciente de la crucial importancia que tienen para el desarrollo del vehículo tiene

además un nicho de mercado sectorizado y dominado, no se amoldarían a las




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46

exigencias particulares de la empresa, además las grandes marcas de automóviles están

copando y cerrando el mercado eléctrico mediante contratos de exclusividad con

empresas del sector, como ejemplo la cooperación entre BMW y la empresa eléctrica-

eléctronica SB LiMotive líder en el sector de baterías de telefonía móvil y ordenadores

portátiles, o General Motors con el fabricante de vehículos y componentes eléctricos

Tesla.

En el caso de los proveedores secundarios, cables, leds, pulsadores, sensores tienen

un nivel de negociación bajo ya que existe mucha oferta a precio similar.

2.2.3 PODER DE NEGOCIACIÓN DE LOS CLIENTES

El poder de negociación de los clientes es moderado, no poseen mayor fuerza de

negociación que la empresa. Los clientes buscan la solución de la conversión por

motivos económicos, ahorro en combustible y ahorro en mantenimiento, como

estéticos, todavía persiste el gusto general por las carrocerías de los vehículos

tradicionales.

En el mercado aún no han proliferado este tipo de empresas, no existe una cultura

comercial al respecto y por tanto falta conocimiento y madurez en los clientes, quienes

aún no han desarrollado presión al fabricante por lo que las líneas de negociación en

ventas serán momentáneamente trazadas por la empresa

2.2.4 AMENAZA DE PRODUCTOS SUSTITUTIVOS

Existen opciones alternativas a la conversión de los vehículos de combustión, Los

híbridos, los eléctricos y los bio-combustibles, gas hidrogeno, suponen las amenazas

más fuertes para el sector.

Los vehículos híbridos, que desde el año 2011 tienen un crecimiento más leve que el

eléctrico puro presentan una penetración inmediata en el mercado, el número de

matriculaciones en el año 2011 ascendió a 10.342 unidades, la marca líder en el sector

sigue siendo Toyota quien confirma su liderazgo en el mercado español alcanzando en

2011 el 86,47% de cuota de mercado. A lo largo de 2012 la marca pretende ampliar la

gama de modelos, lo que supone una amenaza adicional, se sacaran al mercado los

modelos Prius+ y el Yaris híbrido. Según las previsiones de la marca, se prevén que a

partir de 2012 el 20% de sus ventas totales provenga de la tecnología hibrida.




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47

La demanda de vehículos eléctricos puros ha experimentado un crecimiento del

443,5% en 2011, suscitado por las ayudas económicas y beneficios que el Estado les

reporta, El sector del vehículo eléctrico supone una amenaza dado que las ayudas son

concedidas por adquisición, operaciones de financiación, por leasing financiero y

arrendamiento por leasing operativo de vehículos eléctricos nuevos, matriculados por

primera vez en España, por lo que los vehículos reconvertidos no percibirían nada.

Los vehículo de hidrogeno no suponen una amenaza agresiva aún en el panorama

empresarial, los estudios realizados por la Universidad Politécnica de Madrid

pronostican que hasta 2020 estos vehículos se utilizarán por ciudad de forma

minoritaria, como así está haciendo la empresa de transporte públicos de la Comunidad

de Madrid que cuenta en su flota con varios autobuses urbanos de hidrógeno, y no será

hasta 2030 cuando estén en manos de los particulares.

Los biocombustibles ( bioalcoholes y biodiesel), según suscriben las conclusiones de

los estudios de la Universidad de Cantabria, los bioalcoholes no van a prevalecer en el

futuro por falta de materia prima. En España no existe la mezcla de gasolina con alcohol

porque hay exceso de combustible y no interesa comercializarlo, por tanto la mayor

parte de los vehículos de biocombustible son de biodiesel, aunque todavía son un

porcentaje muy pequeño. El mercado nacional del biodiesel ha crecido en los últimos

años, esta tendencia no tardará en cambiar porque se ha publicado una normativa en

2012 que indica que el 5,8% de los combustibles tiene que ser biocombustible.

2.2.5 RIVALIDAD ENTRE CONPETIDORES

No existe un alto rango de rivalidad en el mercado, Aun no han irrumpido en el

sector un numero destacado de empresas en España dedicadas la conversión de los

vehículos tradicionales, la más sonada esta en Navarra , HYDRONEW XXII.

Impacto sobre el mercado

Fuerzas de Porter Impacto

Amenaza de entrada de nuevos competidores Negativo

Poder de negociación de los proveedores Negativo

Poder de negociación de los clientes e ventas p Positivo

Amenaza de ingresos de productos sustitutivos Negativo




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48

Rivalidad entre competidores Positivo

2.3 ANÁLISIS INTERNO DE LA EMPRESA

El análisis interno de la empresa investigará acerca de las características, recursos,

factores, medios, habilidades y capacidades de que dispone la empresa para hacer frente

al entorno, tanto general como específico, se refiere al análisis para identificar las

fortalezas y debilidades en el mercado.

2.3.1 IDENTIDAD DE LA EMPRESA

Edad de la empresa. La empresa será de nueva creación, se cataloga como

empresa emergente en el sector de la automoción.

Tamaño de la empresa. Empresa pequeña dentro del sector.

Ámbito geográfico. La empresa se centrará en el mercado español, La

demanda española de vehículos eléctricos se concentra principalmente en los

grandes centros urbanos, esto se traduce en las provincias de Barcelona y

Madrid que recopilan conjuntamente el 47.31% de la demanda en 2.012 ,

estas ciudades además con la mayor cantidad de puntos de recarga instalados,

280 Barcelona y 191 Madrid, por último, estas provincias premian la

movilidad eléctrica ofreciendo; Barcelona: una bonificación del 75% en el

impuesto anual de circulación, zona verde gratuita, peajes blandos,

posibilidad de utilizar los carriles de alta ocupación. Madrid: los vehículos

eléctricos están exentos de pagar en los sistemas de estacionamiento

regulado. Por tanto se situaran dos talleres, uno en la ciudad de Madrid y otro

en Barcelona.

2.3.2 SEGMENTACIÓN DE MERCADO

La compañía pretende dirigirse al mercado Español, donde se desarrollará la

actividad productiva de la empresa. El público objetivo elegido estará constituido por:

Particulares comprendidos entre 20 y 50 años que vive en grandes núcleos

urbanos y que poseen un nivel de renta medio.

1 ANFAC Asociación de fabricantes de automóviles y camiones.




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49

Toda empresa cuya flota de vehículos se mueva en un entorno urbano,

transportistas de corto recorrido, mensajeros…Estas empresas cuentan con las

condiciones idóneas en cuanto a recorrido, infraestructura potencial,

Entidades como correos, la empresa pública postal de España y Aena ya han

renovado su parque móvil por vehículos eléctricos.

Instituciones públicas, flotas de vehículos de ayuntamientos, ministerios…

Las instituciones públicas serán un nicho adicional de mercado, dado su

repentino interés por el vehículo eléctrico, como medida para la reducción de

la dependencia Española de petróleo extranjero, como ya ha se dicho, la

mayor parte de los vehículos eléctricos vendidos hasta el momento en España

pertenecen a las administraciones estatales.

La reconversión de vehículos está sujeta a las necesidades de los particulares de

sustitución de sus antiguos coches, bien sea por razones laborales, económicas o

simplemente entusiastas.

El primer año de vida de la empresa se centrará en la conversión de un único

modelo de vehículo en el sector de los particulares de 20 a 50 años, la situación

económica actual está forzando a las familias a reducir gastos y la solución de la

conversión aúna la necesidad.

El estudio, Intención de compra de un vehículo, elaborado por Coche.Net, prevé que

el 30% de los españoles cambiarán de vehículo a lo largo del año 2013, de los cuales el

21,6% se decantará por adquirir un vehículo nuevo, el 20,8 % semi-nuevo y el 39,5% lo

hará por el mercado de ocasión.

Del total de los futuros compradores el 27,6% se plantea comprar un vehículo

ecológico, básicamente hibrido ( 91,3%) frente a un reducido grupo de consumidores

(8,7%) que valora la compra de tecnología eléctrica pura vehículos eléctricos nuevos o

reconvertidos.

El proceder general de los conductores españoles (43,1%), a la hora de cambiar sus

vehículos lo suele hacer cada 8 años, alargando así su vida útil, un minoritario

porcentaje 15,4% lo hace antes de los dos años y las razones que subyacen son, la

antigüedad del vehículo, novedades en el sector y la mayor parte de la veces por

necesidades laborales.

A tenor de las conclusiones subrayadas en el estudio, quienes compraron un vehículo

en 2004 y siguientes, serán hoy potenciales compradores o clientes interesados en las

novedades tecnológicas que irrumpen el mercado y será el nicho del taller de

reconversión.




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50

hhhhhhhhhhhhhhhhhh

2.3.2.1 ESTRATEGÍA A IMPLEMENTAR

A la hora de seleccionar el modelo, es determinante a fin de jerarquizar la decisión,

tener en cuenta las diversas consideraciones del estudio de mercado previo.

Primer factor : Que La marca no comercialice en la actualidad el modelo

eléctrico del vehículo a reconvertir.

Segundo factor: Que marca podrían sacar al mercado en un corto-medio plazo

un modelo eléctrico

Tercer factor: El precio del modelo. Se prevé que los clientes potenciales de

la conversión serán aquellos que por razones económicas busquen disminuir

los gastos que les genera su coche.

Cuarto factor: La cuota de mercado, se tiene en cuenta el tamaño ya que

cuanto mayor sea la escala, mayor será la rentabilidad

El taller de conversión debe fijarse en los modelos de vehículos más vendidos desde

el año 2004. Hasta este momento han sido: Renault Megane, Ford Focus, Seat Ibiza y

Opel Astra,

Modelo\Año 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Renault Megane 117578 11536 91944 84978 53738 52165 45223

Ford Focus 85446 82844 83152 77847 55853 35389 27136

Seat Ibiza 62587 60541 60576 55132 45811 40875 39909

Opel Astra 48015 51101 51318 43558 27001 25193 24486

Tabla 2.1: Número de unidades de los modelos más vendidos en España. Fuente: ANIACAM

2.3.2.2 ANÁLISIS DE LOS MODELOS PARA LA CONVERSIÓN

Renault Megane ha sido el vehículo más demandado desde 2004, en la cifra se

cuentan todas sus motorizaciones, tanto diesel como gasolina. Este año se ha

presentado una versión renovada del modelo, abriendo la posibilidad a la nueva

generación de motores Energy2 , dos diesel (dCi 110 y 130 CV) y uno de gasolina

(TCe 115). El nuevo motor Diésel Energy dCi 110 S&S de Megane presenta una buena

eficiencia energética con un consumo de 3,5 l/100 Km, la significativa reducción del

2 Motor de la familia de los turbodiésel en Reanault




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51

consumo de carburante, (los modelos del 2008 rondaban valores medios 6,68 l/100

Km) disminuyen las emisiones de CO2 a 90 g de CO2/Km, es decir un descenso de 16

g con relación a su predecesor, estos efectos que se traducen en un ahorro más que

poderoso, captan la atención de los consumidores y de quienes habiendo conducido un

Megane antes quieran repetir, beneficiándose así de los impactos económicos que

reporta el nuevo modelo.

Por otro lado, la avanzada posición de Renault en la comercialización y desarrollo

del vehículo eléctrico supone una amenaza para los talleres de conversión que se

planteen la readaptación del Renault Megane, desde el año 2008 se viene oyendo que el

Renault Megane sería el primer candidato del Proyecto Better Place3. A finales del

2011 se anuncio que el primer modelo comercializado sería el Renault Fluence ZE, pero

aun así la ventaja tecnológica de Renault en la carrera del los vehículos eléctricos es

más que suficiente como para apartarse.

Se concluye diciendo que el Modelo Renault Megane no se trabajará en los talleres

de conversión.

Ford Focus es el segundo modelo más vendido en España, el modelo a dado el

salto a las baterías, A comienzos de este año se ha anunciado la comercialización de un

derivado del nuevo Focus de tercera generación completamente eléctrico en América

del Norte y Europa a partir de la segunda mitad del año 2012, aún se desconocen datos

sobre los componentes tecnológicos, solo se ha facilitado por parte de la compañía la

velocidad máxima ( 136 Km/h) pero no se conoce ni la potencia del generador ni la

autonomía de las baterías de ión litio, en este sentido se vaticina que las autonomía

rondaría los 160 Kilómetros, y que el propulsor podría incluirse en el C-Max eléctrico,

el último dato revelado por Ford es el tiempo de carga, que se realizará en tres o cuatro

horas con el cargador recomendado de 240 V.

La aparición del modelo de Ford en el mercado, y el desatino de sus prestaciones,

resta toda posibilidad a los talleres de conversión a reconvertir el modelo, la confianza

depositada por el consumidor en la marca es mayor que fuera de ella, por tanto un

particular se decantará por garantía y seguridad, que por precio.

En este sentido el Modelo Ford Focus no se reconvertirá a eléctrico por existir

homólogo en la casa Ford.

3 Empresa cuyo objetivo es reducir la dependencia del petróleo a nivel global a través de la creación de

una infraestructura fundamentada en el libre comercio que sirva de apoyo a los vehículos eléctricos.




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52

Seat Ibiza es el modelo más vendido de la casa Seat y el tercer turismos más

demandado por los españoles. El Ibiza ha estado siempre orientado a un público joven,

a día de hoy la expansión internacional de la marca y del modelo Ibiza en el mercado

siguen buscando atraer al comprador joven, las ultimas ferias de automoción, como

Auto Show de Beijing 2012, así lo prueban

El público potencial de este modelo, comparten un perfil alejado de las ideas de

vanguardia en movilidad eléctrica, el público mantiene los patrones de antaño y

apostarán por un vehículo de gasolina antes que cualquier otro modelo sustitutivo.

El relanzamiento del nuevo modelo de Seat Ibiza, con un precio de partida atractivo,

9.700€ y una posibilidad de financiación mensual de 89€/mes , unido a la escasa

concienciación juvenil por los vehículos eléctricos hacen más que difícil que antiguos

propietarios de Seat Ibizas se planteen la opción de la reconversión.

La conversión del Seat Ibiza tiene un público sectorizado, luego no se pretende

convertirlo.

Opel Astra, ha sido desde 2004 uno de los modelos más solicitados por los

españoles, jóvenes y clase media, las escasas aportaciones tecnológicas del nuevo

modelo, que incorporan al vehículo un nuevo motor 2.0 turbo, suspensión delantera

HiperStrut y eje trasero con articulación Watt además del control electrónico FlexRide,

se traducen en un aumento de la respuesta dinámica del vehículo, y un escaso impacto

económico. La marca Opel no cuenta con modelos eléctricos en el mercado, y su

posición en la carrera de la movilidad eléctrica no es destacable, En este momento Opel

cuenta con un solo modelo híbridos, Opel Ampera, la autonomía del motor eléctrico es

de 40-50 Km, muy por debajo del ratio de marcado, y el precio del vehículo ronda el de

los más exclusivos de su tamaño ( 41.709 €) lo que hace que no sea atractivo al

consumidor.

Aprovechando las perspectivas de la marca el modelo y el carácter de los antiguos

compradores, se concluye que se procede a la conversión del modelo Opel Astra 5

puertas Elegance 1.7 CDTi.




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53

hhhhhhhhhhhhhhhh

2.3.3ANÁLISIS FUNCIONAL

2.3.3.1 ÁREA COMERCIAL

Variable Valor

Cuota de Mercado Mercado Español: 2013: 624VE

Características del producto Vehículos reconvertidos a eléctricos

Fuerza de venta Vendedores en ferias de automoción, las

fuerzas de ventas para el negocio de Anuncios en revistas de coches…

Imagen de la marca Calidad, innovación y sostenibilidad

2.3.3.2 ÁREA DE PRODUCCIÓN

Variable Valor

Proceso productivo Montaje a raíz de productos semi-termina

Estructura de costes costes fijos: Alquiler de los talleres, salarios

otra vez a sumar palabras hasta g de los comerciales, trabajadores y técnicos,

mas gastos de publicidad y promoción

Bien vamos adelante un poco más v costes variables: Componentes a implantar

2.3.3.3 ÁREA TECNOLÓGICA

Variable Valor

Nivel de gasto en I+D 5% de los ingresos por ventas ( porcentaje

destinado por la competencia en el destinado por la competencia del sector)

4 Asumiendo crecimiento lineal desde el año 2010 y aplicando el 20% al número de vehículos eléctricos

vendidos de la marca Renault, líder de ventas en España con un 33% de cuota de mercado.




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54

2.3.3.4 ÁREA DE ORGANIZACIÓN Y DIRECCIÓN

Variable Valor

Estructura Organizativa Departamentos: Calidad e I+D, tengo que

buscar los departamentos mamás b Económico- financiero, Marketing

Cultura empresarial Trabajo en cadena, sostenibilidad

2.4 DAFO

2.4.1 AMENAZAS

Las baterías son el principal lastre del vehículo eléctrico debido a su alto

coste, el DOE5 estima que para hacer competitivo al vehículo eléctrico el

precio por kilovatio hora debería ser 250 dólares y la capacidad de

almacenamiento 200 vatios-hora kilogramos, la realidad es: el precio por

kilovatio hora oscila entre 800-1.200 dólares y la capacidad de

almacenamiento 100-120 vatios-hora kilogramo. Los estudios de la

consultora BCG estiman que no se alcanzarán los valores fijados por el DOE

a medio plazo, pero que en 2020 se reducirá un 65% el coste de fabricación.

Escasez de puntos de recarga, concentrados en su mayoría en las ciudades de

Madrid, Barcelona y Sevilla.

Proveedores de componentes electrónicos muy sectorizados y escasos: alto

poder de negociación, la fabricación del vehículo exige aprovisionarse de

materiales y componentes electrónicos ajenos a la industria, por lo que los

precios los marcan los proveedores.

La entrada de nuevos competidores pueden supone una amenaza, hasta ahora

en España el mercado no se ha diversificado, no son numerosas las empresas

dedicadas a la conversión, pero cabe la posibilidad de que en un medio, largo

plazo proliferen en este sector otras, las talleres mecánicos por ejemplo

podrían adaptarse y suponer una seria amenaza.

5 Departamento de Energía de los Estados Unidos.




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55

Si las marcas sacases vehículos eléctricos con diseños que convencieran a los

compradores o que ellas mismas hicieses la conversión del vehículo no habría

posibilidad de negocio, el cliente escogería la casa por confianza y garantía.

Interferencia con la garantía del fabricante, supone un problema para vender

el producto, en aquellos vehículos que aún se encuentren en garantía, ya que

seguramente el cliente se negará a perderla.

Las ayudas del gobierno son concedidas por adquisición, operación de

financiación por leasing financiero y arrendamiento por leasing, la empresa o

particular que escoja la conversión del vehículo no recibirá ninguna ayuda

inicial.

Incertidumbre sobre el cambio tecnológico. El creciente ritmo tecnológico en

este sector obliga a la empresa a adaptarse permanentemente a las corrientes

de vanguardia lo que supone una renovación en los diseños y en el stock.

Al aumentar el número de componentes electrónicos en el vehículo aumenta

el mantenimiento, por ejemplo de la batería, por posibles fallos. El nuevo

vehículo al estar constituido por componentes electrónicos las reparaciones

requieren un personal más cualificado de lo que se acostumbraba con el

vehículo tradicional.

Los diseños actuales de los vehículos eléctricos no convencen al público, no

son atractivos, los vehículos tradicionales siguen estando estéticamente por

encima de los eléctricos, la empresa de reconversión satisface por tanto el

gusto particular por una corrocería atractiva como también ofertan la

posibilidad de ahorro al sustituir la fuente de energía.

Los componentes que se van a utilizar a priori son homogéneos (implicará:

no tener piezas diferentes para modelos diferentes, no hace falta operarios

con formaciones distintas, todos los operarios podrán trabajar sobre los

diferentes modelos, se reducirá la acumulación de stock… ),por lo que será

sencillo obtener descuentos por cantidad, obteniendo así un aumento

significativo en el margen comercial, proporcional al crecimiento de la

demanda.

2.4.2 OPORTUNIDADES

La estandarización de componentes permite a la empresa reducir el número

de piezas distintas en stock, a no tener personal especifico para la conversión

de un modelo de vehículo sino que son útiles en todos, obtener descuentos

por cantidad…




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56

Reducir riesgos comprando los materiales a proveedores externos, sobre todo

baterías y componentes electrónicos, lo que supone reducir el tiempo de

fabricación, pudiendo así reducir el stock de materias primas sin que con ello

se perjudique el abastecimiento de la demanda.

Posibilidad de aprovisionarse de los productos semi-elaborados en zonas del

sudeste asiático donde los precios son más bajos.

Si se obliga a que todos los vehículos que estén en circulación, tengan que

cumplir la norma Euro 5 , en un corto periodo de tiempo ,se produciría una

fuerte demanda de vehículos eléctricos y conversiones, para adaptarse al

parque móvil.

Aprovechar la moda de la “conciencia verde”, si se publicita el producto de

manera adecuada se puede captar la atención de clientes.

Ahorro para el consumidor, al sustituir la gasolina por la electricidad, habría

que hacer llegar esta información al consumidor por medio de de la

publicidad adecuada.

Moderado poder de negociación de los consumidores, la empresa guiara en la

venta porque los consumidores no han desarrollado capacidad de presión en

el mercado.

Cuando el consumidor sea consciente del ahorro que supone un motor

eléctrico frente al tradicional, se interesará por vehículos de este corte,

posteriormente la demanda se verá incrementada en función de este ahorro.

El uso del vehículo eléctrico como “gestor de cargas” por parte de las

eléctricas como medida para aplanar la curva de demanda supone ingresos

adicionales a los propietarios de los vehículos.

2.4.3 DEBILIDADES

La inexperiencia y el desconocimiento del cliente al ser un producto

innovador, puede generar una sensación de desconfianza hacía el producto,

en lo que se refiere a su eficiencia y fiabilidad.

El mercado de los vehículos reconvertidos todavía no está explorado, ni es

conocido por el público, por lo que se necesita un gasto importante en

publicidad para hacer llegar al cliente, la oferta y las ventajas del vehículo.




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57

1.9.4 FORTALEZAS

Al ser, de momento, un avance pionero en el mercado no hay muchos

competidores.

Se puede obtener un elevado margen comercial, puesto que no tenemos que

ofertar un precio competitivo al carecer de competidores.

gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg

ggggggggggggggggggggggg




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58








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59

CAPÍTULO 3: PROCESO TÉCNICO DE CONVERSIÓN

En primer lugar, del vehículo se extraen todos los componentes que no vayan a

resultar necesarios en el proceso de conversión:

1. Motor de combustión

2. Sistema de refrigeración del motor, incluyendo radiador, bote de expansión,

manguitos y tuberías.

3. Bomba de combustible.

4. Tanque de combustible.

5. Tuberías de combustible.

6. Sistema de admisión.

7. Caja de cambios

8. Embrague.

9. Sistema de escape completo, incluyendo el catalizador y EGRs

10. Instalaciones eléctricas del motor.

3.1 DINÁMICA DEL VEHÍCULO

Para dimensionar el nuevo grupo propulsor y el conjunto de baterías es necesario conocer las fuerzas resistentes a las que tienen que hacer frente el vehículo, para posteriormente y en virtud de sus valores seleccionar los componentes del Kit de sustitución.

3.1.1 FUERZAS QUE SE OPONEN AL DESPLAZAMIENTO DEL VEHÍCULO

3.1.1.1 FUERZA DE ROZAMIENTO A LA RODADURA DE LOS NEUMÁTICOS

La fuerza de rozamiento a la rodadura de los neumáticos sobre una superficie dura esta fundamentalmente causada por la histéresis de los materiales del neumático, este fenómeno origina que la parte delantera de la rueda se cargue más que la trasera, como se aprecia en la figura, la resultante por acción y reacción de la fuerza P no queda




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60

alineada con el eje del neumático. Esto da lugar a un momento resistente, el cual será el causante del esfuerzo

Figura 3.1 distribución de presiones sobre el neumático. Fuente: Moder Electric, Hybrid Electric

and Fuel

La fuerza F debe equilibra el momento:

ó1

:coeficiente de resistencia a la rodadura.

Los valores que este coeficiente toma dependen del material del neumático, presión, geometría, estructura, del material y rugosidad del terreno. El cálculo de este coeficiente está basado en resultados experimentales, la fórmula a la que se llega:

100, ó2

: velocidad del vehículo

, : Coeficientes que dependen de la presión neumático.




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61

Figura 3.2 Calculo de los coeficientes de rozamiento. Fuente: Universidad Pontificia de comillas

3.1.1.2 FUERZA AERODINÁMICA

La masa de aire que envuelve al vehículo en su desplazamiento lo frena. Esta resistencia incluye esfuerzos debidos a la forma del automóvil y debidos al rozamiento superficial con el aire.

• Esfuerzos debidos a la forma, son la causa de la diferencia de presiones generada por el avance del vehículo. Al empujar con la zona delantera se generan zonas de alta presión mientras que en las zona posterior del vehículo se deja un vacío, en el que se genera depresión

• Esfuerzos debidos al rozamiento superficial, al moverse dentro de una masa de aire el vehículo al desplazarse roza contra el fluido

Figura 3.3 Distribución de las líneas de corriente sobre el vehículo. Fuente: Moder Electric, Hybrid Electric

and fuel




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62

Si definimos como eje x el que es paralelo al avance del vehículo, eje y al transversal y eje z al vertical y consideramos un desplazamiento relativo entre vehículo y viento de componente x exclusivamente, podemos definir el siguiente campo de fuerzas

Figura 3.4 Posicionamiento de ejes. Fuente: Universidad Pontificia Comillas

La fuerza total que se opone al avance del vehículo es , es la componente de la fuerza según el eje x, es la que se opone al avance del vehículo y sobre el eje y,

como los vehículos son simétricos respecto al eje x esta fuerza es nula, y ! sobre el eje z. Normalmente tiende a levantar el vehículo, por lo que se suele denominar fuerza antideportante.

La fuerza aerodinámica que se opone al avance del vehículo tiene la expresión:

" 12 # $ % $"&' ( ) ó3

#:Densidad del aire

$: Velocidad del vehículo

$"&':Velocidad del aire

): Área frontal proyectada

(: Coeficiente de penetración

3.1.1.3 FUERZA DE ASCENSIÓN

La fuerza que debe vencer el vehículo al subir una pendiente con un ángulo determinado respecto a la horizontal se puede calcular siguiendo los modelos clásicos del plano inclinado.




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63

+ ,-Ø . / ó4

.: Masa del vehículo

Ø: Ángulo de desnivel del terreno

3.1.2 ECUACIÓN DE LA DINÁMICA DE TRACCIÓN

Para iniciar el análisis se considera el diagrama de cuerpo libre de las ruedas del eje delantero. Se plantea el problema de forma general, lo que permite asumir que sobre cada rueda se produce simultáneamente momentos de tracción y de frenada sobre ambos ejes.

Figura 3.5: Diagrama de cuerpo libre sobre la rueda. Fuente: Tratado sobre automóviles, Tomo IV, La dinámica del automóvil

Las ecuaciones que se obtiene para el eje delantero:

1 . 2 % % %3,-Ø ∑ 0 ! % ! %35,Ø

1 6 7 2 %8 % 2 9 % ! 9 ,!:Acciones del vehículo sobre el eje delantero

3,32: Peso de las ruedas delanteras y traseras

9, 92: Radio baja carga de las ruedas delanteras y traseras

2 , 22: Momento de tracción sobre el eje delantero y trasero

8 , 82: Momento de frenado sobre el eje delantero y trasero

! , !2: Fuerza de reacción del suelo sobre el eje delantero y trasero

., .2: Masa de las ruedas delanteras y traseras

: Aceleración del eje delantero y trasero




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64

7, 72: Aceleración angular de las ruedas delanteras y traseras

2,22: Fuerzas de tracción sobre el eje delantero y trasero

6 , 62: Momento de inercia de las masas en rotación del eje delantero y trasero

, 2: Fuerza de resistencia a la rodadura del eje delantero y trasero

Despejando la reacción del vehículo sobre la rueda en la dirección x, se tiene:

2 % %3,-Ø %.

De la misma forma, despejando de la reacción vertical, se obtiene que:

! ! %35,Ø

Y de la ecuación de momentos resulta la fuerza de tracción aplicada sobre el eje delantero, como

2 2 %89 % 6 79 9 % ! 9

Realizando el mismo planteamiento para el eje trasero y analizando el equilibrio de fuerzas y momentos de forma idéntica a como se ha llevado a cabo para el delantero, se llega a un sistema de ecuaciones:

1 .2 22 % 2 %32,-Ø

1 0 !2 % !2 %325,Ø

1 6 7 22 %82 % 22 92 !2 92 Despejando de las ecuaciones las reacciones del vehículo sobre el eje trasero, y de

la ecuación de momentos la fuerza de tracción del eje trasero, se obtiene que:

2 22 % 2 %32,-Ø%.2

!2 !2 %325,Ø

22 22 %8292 % 62 7292 2 92 % !2 9

El siguiente paso en el análisis será el planteamiento del diagrama de cuerpo libre de las masas suspendidas, es decir de la carrocería del vehículo sometida a las fuerzas que se oponen a su avance y a las fuerzas de reacción transmitidas desde las ruedas.




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Figura 3.5 Diagrama de cuerpo libre sobre masas suspendidas. Fuente: Tratado sobre automóviles, Tomo IV, la

dinámica del automóvil

Con el diagrama de cuerpo libre representado en la figura, se puede plantear las euaciones siguientes:

1 . 2 % " %3 ,-Ø 1 0 ! !2 : %35,Ø

De los valores de !, !2 0 ! %3 cosØ !2 %3 cosØ : %35,Ø

! !2 >3 32 3?5,Ø

A partir de los valores de 2 y . >2 % %3,-Ø %. ? >22 % 2 %32,-Ø%.2 ? Agrupando terminos de la ecuación

>. . .2? 2 % 22 % 2 % >3 32 3?,-Ø % " >. . .2?

>3 32 3? /

Sustituyendo ahora los valores 2 y 22 679 627292 %/,-Ø % "

@2 %89 % !9 A @22 %8292 % !292 A




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66

La reacción del suelo ! y el desplazamiento forman un par ! que se opone al avance. Este par es igual a una fuerza de rodadura FR que ejercería sobre el eje de la rueda un par contrario al par motor de un valor FR.r ! B

B !C La reacción del suelo !2 y el desplazamiento forman un par !2 que se

opone al avance. Este par es igual a una fuerza de rodadura FR que ejercería sobre el eje de la rueda un par contrario al par motor de un valor FR.r

!2 B 2 B2 !C22

Sustituyendo ambas fuerzas de rozamiento en la ecuación del desplazamiento en la dirección del eje x

679 627292 @2 %89 % BA @22 %8292 % 2A % /,-Ø% " Por definición la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contactos es

proporcional a la fuerza normal:

B2 !2 B2 ! 679 627292 /,-Ø % "

@2 %89 % !A @22 %8292 % !2A De la ecuación de equilibrio de fuerzas en el eje y se obtuvo:

! !2 >3 32 3?5,Ø

La ecuación por tanto resultante:

679 627292 @2 %89 A @22 %8292 A % /,-Ø % " % /5,Ø

Sabiendo que el modelo Opel Astra tiene tracción delantera y requiere conocer la expresión sin par de frenado.




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67

679 627292 @29 A % /,-Ø % " % /5,Ø ó5

A tener en cuenta en el proceso de conversión la necesidad de uso de una reductora, para reducir el par de salida del motor ya que toma valores muy elevado en rueda. De esta manera se consigue a la vez: aumentar la velocidad de giro del motor consiguiendo las velocidades deseadas con la mejor respuesta de potencia, por tanto

EFC&G H ó6: Relacción de transmisión de la cadena cinemática

J: Rendimiento de la cadena cinemática.

H: Par motor

El término del rendimiento pondera las pérdidas producidas por rozamiento entre el árbol de transmisión y el cojinete o rodamiento que lo sustenta. El rozamiento entre ambos mecanismos da lugar a un par de sentido contrario al par motor que reduce el efecto de la multiplicación un tanto por ciento complementario al rendimiento. Además del deslizamiento y fricción de rodaje existen otras razones que provocan la reducción del rendimiento.

• Material de la partes mecanizadas

• Precisión de la forma del diente

• Acabado en rectificado de los materiales

• Lubricación

• Cargas vibratorias

3.1.2.1 CARGAS DINÁMICAS EN LOS EJES1

La determinación de las cargas en los ejes del vehículo se calcula mediante la aplicación directa de la segunda ley de Newton. Su determinación constituye un paso importante en el análisis de las características de aceleración, comportamiento en pendiente y velocidad máxima, dado que la carga que soportan los ejes del vehículo determina el esfuerzo de tracción máximo.

1 Tratado de automoción, Tomo IV, dinámica del automóvil




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68

Las cargas soportadas por cada uno de los ejes consiste en una componente estática, más la carga transferida desde el eje delantero al trasero o al revés.

Observando el diagrama de fuerzas [figura 3.5], para obtener la carga en el eje delantero se taman momentos respecto el eje de las ruedas traseras. Asumiendo que el vehículo no esta sometido a aceleración angular por tanto la suma de dichos momentos debe ser nula.

3: "K" 3/ K :" L2 3K,-Ø % M5,Ø 0

3: Esfuerzo eje delantero

3: Peso del coche

K": Altura con relación al centro de gravedad de la fuerza aerodinámica

K: Altura del centro de gravedad con respecto al suelo

:: Distancia entre ejes

:Distancia del centro de gravedad al eje trasero

De la expresion anterior se obtien 3, y tomando momentos respecto al eje delantero, se obtiene el esfuerzo en el eje trasero 32, En consecuencia, las cargas dinámicas totales sobre los ejes vienen dadas por las expresiones siguientes.

3 %:" :2 35,Ø % "K %3K,-Ø % K3/: 32 %:" :2 35,Ø "K 3K,-Ø K3/:

3.1.2.2 CARGA ESTÁTICA Y CENTRO DE GREVEDAD2

Cuando el vehiculo resposa estáticamente sobre una carretera horizontal, las expresiones del reparto de carga sobre los ejes quedan simplificadas a:

3 3 : ó7

3 3: ó8





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69

Conociendo el balance de pesos del vehículos se puede calcular la posición del

centro de gravedad en la dirección de la ballesta.

3.1.2.3. TRANSFERENCIA DE CARGAS DEBIDO A LA ACELERACIÓN3

Cuando el vehículo está acelerando sobre una carretea horizontal, manteniendo la velocidad suficientemente baja, de modo que se pueda asumir que las fuerzas aerodinámicas ( arrastre y sustentanción) son nulas, las cargas en los ejes son:

3 3 P: % / K:Q ó9

3 3P: / K:Q ó10

:Distancia del centro de gravedad al eje trasero

: distancia del centro de gravedad al eje delantero

Los efectos de una aceleración positiva, descargan el eje delantero en incrementan la carga del eje trasero. Las deceleraciones producen efecto contrario

3.1.2.4 TRANSFERENCIA DE CARGAS DEBIDA A PENDIENTES4

La influencia de las pendientes sobre las cagas que deben soportar los ejes pueden ser relevantes si el desnivel a superer es considerblemente pronunciado. Las pendientes usuales en autopista estan limitadas al 4% mientras que en carreteas secundarias y nacionales pueden alcanzar valores del 10% al 12%, los porcentajes más altos registrados son en las garajes subterraneos donde pueden alcanzar cotas de hasta el 25%. De cualquier manera los cosenos de estos angulos estan rozonablemente próximos a 1, y el seno muy próximo al valor del ángulo. En consecuencia las expresiones de carfas en los ejes pueden presentarse de la siguiente manera suponiendo velocidad nula del vehículo.






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3 3 P: % K:ØQ ó10

3 3P: K:ØQ ó11

En las expresiones anteriores se aprecia como una pendiente positica ( ascendente) cauda una transferencia de carga desde el eje delantero al trsero. Una pendiente negativa ( descendente) provoca, por el contrario, una descarga del eje trasero y una trasnferencia de carga al eje delantero

3.1.3 ESFUERZO MÁXIMO DE TRACCIÓN

Cuando el esfuerzo de tracción excede al esfuerzo máximo admitido, las ruedas motrices derrapan, por tanto, la capacidad adhesiva entre el neumático y superficie de rodadura es una limitación en la selección del grupo propulsor.

El esfuerzo máximo de tracción sobre las ruedas conducidas depende de la fuerza longitudinal que la capacidad adhesiva entre el neumático y asfalto pueda suministrar y viene definido por la expresión:

2_H" T,

:Carga vertical sobre el neumático

T,:Coeficiente de esfuerzo de tracción

Los valores de los coeficientes de tracción son experimentales y dependen del terreno.

Tabla 3.1 coeficientes de adhesion. Fuente: Modern Electric, Hybrid Electric, and fuel cell vehicles




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71

Según lo citado, si se aporta un par en rueda por encima del límite de tracción, las ruedas motrices patinarían, con lo que se estaría perdiendo potencia en forma de calor y desgastando los neumáticos, por lo que es necesario un riguroso control de tracción para evitar derrapes en arrancada, ya que en los motores eléctricos el par máximo se alcanza a bajas revoluciones.

3.2 COMPORTAMIENTO DEL VEHÍCULO

En las aplicaciones para automoción la caracteristica ideal del motor electrico es entregar una potencia constante en todo el rango de velocidades, por consiguiente el par debe variar hiperbólicamente con la velocidad. Con este perfil la potencia maxima estaría disponible a cualquier velocidad del vehículo.

En la práctica, el momento de rotación es constante a baja velocidad, y a altas, lo es la potencia, sin embargo, este hecho puede presentar problemas de tracción para el vehículo a régimenes bajos, ya que el par entregado podría resultar demasiado alto y ser superior al limite de tracción impuesto por la adherencia entre el suelo y el neumático, controlando el par motor a velocidades bajas se consigue optimizar las aceleraciones con un valor de par adecuado para evitar el deslizamiento de la rueda. La caracteristica de potencia constante proveerá al vehículo de un elevado esfuerzo de tracción a altas velocidades, donde las exigencias aerodinamicas y gravitatorias son altas.

Figura 3.7Curvas par potencia ( control vectorila) Fuente: Motro electric, Hybric Electric, and fuel cell vehicles




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Los motores eléctricos tienen una caracteristica denominada proporción de velocidades, x, que se define como la proporción entre la velocidad máxima y la velocidad base del motor, suele ser un dato que proporcina el fabricante según el tipo de motor, siendo x<2 para motores de imanes permanentes x=6 para los motores de relectancias conmutadas y x=4 para los motores de inducción.

Figura 3.8 Curva proporción de velocidad. Fuente: Motro electric, Hybric Electric, and fuel cell vehicles

De la figura mostrada se deduce facilmente que para valores altos de x , implican que el rango de velocidad en el que se consigue potencia constante es mayor, como tambien lo es el par que capaz de entregar. De esta manera se consiguen mejores prestaciones para un vehículo en aceleración y mayores serán las pendientes que pueda subir.

El comportamiento de un vehículo viene definido por sus características de:

• Aceleracion.

• Velocidad máxima.

• Pendiente máxima

3.2.1 VELOCIDAD MÁXIMA

La velocidad máxima de circulación de un vehículo vendrá determinada por las características de la cadena cinemática. La velocidad máxima de un vehículo se calcula con la de intersección de la curva par en rueda y la característica de resistencia ( fuerzas aerodinámicas, fuerzas gravitatorias, fuerzas de rodadura).

La velocidad máxima del vehículo se alcanza en llano, como puede verse en la figura 3.8, y el motor funcionando a plana carga:




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HUVW J "

H" X YHUZ[ 30 ó12

Figura 3.9 Curvas de esfuerzos pendiente variable .Fuente: Motro electric, Hybric Electric, and fuel cell vehicles

3.2.2 ACELERACIÓN

El estado del vehículo durante su aceleración se define por la distancia recorrida y por el tiempo empleado al pasar de velocidad inicial nula a otra determinada, en la hoja de caracteristicas de los vehículos comerciales de 0 a 100 km/h.

679 627292 @29 A % /,-Ø % " % /5,Ø Se pretende, por simplicidad, transformar todos los términos inerciales, angulares y

lineales, en uno equivalente función de la aceleración lineal del vehículo, se habla así de masa equivalente:

679 627292 \ \ @29 A –/,-Ø % " % /5,Ø




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^ _29 ` –/,-Ø % " % /5,Øa ó13

a: coeficiente de inercia rotacional

La determinación de este coeficiente se obtiene de manera certera con el uso de tablas desarrolladas estadísticamente por el muestreo de vehículos actuales.

Figura 3.10: Coeficiente de inercia totacional. Fuente: Universida Pontificia de Comillas (ICAI)

El escenario de aceleración es más importante que la velocidad máxima o pendiente ya que el requerimiento de aceleración clasifica la potencia necesaria del tren motor.

Para la determinación de la aceleración máxima de un vehículo, se debe tener en cuenta dos aspectos fundamentales, por una parte las características intrínsecas al vehículo que afectan a la capacidad de tracción, esto es, el par motor rendimiento del motor y la cadena cinemática y por otra parte, las características extrínsecas relacionadas con la adherencia al terreno.

El par de tracción máxima de las ruedas motrices al terreno dependen de la fuerza vertical que gravita sobre ellas, y de la adherencia disponible en el contacto neumatico-carretera. Por ello, al calcular las fuerzas de reacción verticales sobre cada rueda motriz y determinar la adherencia al suelo, se puede calcular el par admisible al terreno, este par se debe comparar con el par que debe proporcionar el motor en el eje delantero y no superarlo.




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3.3 ECUACIÓN DE LA BATERÍAS

La capacidad de una batería varía en función de la corriente a la que descargue. Si se descarga a una corriente constante mayor que la corriente nominal de descarga la capacidad de la batería disminuirá y si la corriente es menor aumentara. La capacidad de las baterias o energía almacenada se mide en aperios hora ( Ah).

Este fenómeno es particularmente importante para los vehículos eléctricos, dado que las corrientes de descarga son muy altas, consecuentemente la capacidad operativa de las baterias es menor que la nominal.

Para calcular esta capacidad se utilizan las ecuaciones de Peuker, las cuales si bien no son muy recomendables a bajas corrientes, si realizan una más que aceptable aproximación a corrientes de descarga constantes y altas, se define la capacidad constante de Peukert como:

(+ 6b^ ó14

6:Intensidad de descarga.

c:Constante de Peukert.

^: Tiempo de descarga.

Tipicamente los valores de la K de Peukert para baterías de automación toman valores cercanos a 1,05. Aunque si se quisieran calcular los valores correctos de las dos constantes bastaría con conocer el tiempo de descarga a dos corrientes diferentes.

c log % log flog 6f % log 6

Utilizando la ecuación de Peukert podemos calcular el tiempo de descarga.

^ (+6b ó15

Y con el tiempo de descarga se calcula la capacidad real de la bateria para una corriente constante. (6 6 ^ ó16




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3.3.1 POTENCIA Y CONSUMO DE LA BATERÍAS

Figura 3.11 Balance de potencias .Fuente: Implantación de VE, Universidad de Vigo

El consumo de energía es la integral de la potencia de salida en la batería. La potencia de las baterías debe igualar la potencia de los esfuerzos resistentes a los que está sometido el vehículo más las pérdidas de potencia de la transmisión del motor y perdidas electrónicas.

La potencia máxima suministrada por el conjunto de baterías corresponde, al esfuerzo de aceleración. El tiempo requerido para llevar el vehículo a una velocidad final es:

g" h \%/ % 0,5#"() 2/jkjk

l h \%/ % 0,5#"() 2/jk

jm

jk

n: Velocidad base del motor.

8: Velocidad final.

2: Potencia de tracción.

El resultado analítico de esta ecuación es complejo, por tanto, para una evaluación inicial de la aceleración frente a potencia de tracción se ignoran los esfuerzos debidos a la resistencia del pavimento y la resistencia aerodinámica.

g" \22 8 n




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El coeficiente de inercia rotacional es una constante, de ahí que la potencia de tracción sea:

2 \2g" 8 n Está ecuación solo proporciona la potencia consumida por el vehículo en aceleración,

para determinar la potencia de tracción total se debe consideran la potencia requerida por la fuerza aerodinámica y de rozamiento. La potencia media de arrastre durante la aceleración puede expresarse:

" 1g"h/2Z

l 0,50,5#"()og

La velocidad se puede expresar como función del tiempo.

8p gg"

Sustituyendo la velocidad e integrando resulta una potencia media de arrastre:

" 23/5,Ø 8 15#()8o

La potencia de tracción suministrada por las baterias para acelerar el vehiculo desde una velocidad inicial nula hasta una velocidad final en un tiempo determinado:

2q P\2g" r8 ns 23/5,Ø8 15#()8oQ 1J2JHJn ó17 J2: Rendimiento de la transmisión.

JH:Rendimiento motor.

Jn: Rendimiento baterias.

La potencia que debe entregar las baterias al vehículo circulando en llano :

n_t2q J2JHJn @/5,Ø 12#() \g A ó18

La potencia recuperada mediante frenada regenerativa

n_&uq 7J2JHJn @/5,Ø 15#() \ g A ó19




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Conocidas todas las potencias, el cálculo de la energía consumida y regenerada:

t2 hn_t2 g hn_&ug ó20

3.4 DIMENSIONAMIENTO DEL GRUPO PROPULSOR

Antes de comenzar con los cálculos específicos del dimensionamiento es necesario situar el centro de gravedad del vehículo, en el cual se aplica la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones del coche.

Con el posicionamiento exacto del centro de gravedad se podrá calcular como afectan las pendientes, aceleraciones y fuerza aerodinámica en el reparto de pesos en los ejes para posteriormente determinar la fuerza máxima de tracción admisible entre neumático y pavimento.

Para realizar el posicionamiento del centro de gravedad es necesario realizar dos mediciones, normalmente a pendiente 0% y 8%, con estos dos ensayos se extrae el reparto de pesos en ejes y aplicando sumatorios de momentos respecto al centro de gravedad se determina la posición del centro de masas. En el modelo Opel Astra, 1.7 cdti del año 2004, solo se dispone de un ensayo, pendiente 0%, el reparto de pesos es: 63% eje delantero 37% eje trasero, con lo que solo se puede situar con precisión el centro de gravedad en la dirección de batalla del vehículo, la altura del centro de gravedad se estima a la altura del cigüeñal , v 0,5 m.

3:3 1,646.

32:3 0,967.

3: 1265 Kg

32: 468,05 Kg

3: 796,95 Kg

:: 2,614 m

Una vez calculado el centro de masas, necesario en todo el desarrollo matemático, se pasa a los cálculos de es profeso de dimensionamiento de la cadena cinemática así como del motor eléctrico y del paquete de baterías.

La cadena cinemática de vehículo eléctrico permite la transmisión de par y velocidad, y por consiguiente potencia, desde la salida del motor hasta la rueda para




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vencer las fuerzas resistentes de rozamiento, aire y pendiente que se oponen al avance del coche.

El par generado por el motor eléctrico sufre una multiplicación al atravesar el conjunto formado por la reductora-diferencial a razón de la transmisión, el caso antagónico, la velocidad angular de salida del motor, llega a rueda desmultiplica de modo que se cumpla el principio de conservación de la energía.

Para el dimensionado del motor eléctrico y la relación de transmisión necesaria en el vehículo reconvertido, hay que estudiar las situaciones más desfavorables en las que se pueda encontrar el coche y en las que se requiera la mayor entrega de par y potencia, esas situaciones son tres:

• Primer escenario: Máximo desnivel, pendiente del 25%, presente en algunos parking subterráneos, a una circulación media de 20 km/h.

• Segundo escenario: Velocidad crucero, La velocidad máxima del vehículo no puede ser menor a 135 Km/h. Velocidad necesaria para circular por autopista y tener capacidad de adelantamiento.

• Tercer escenario: Aceleración, en 13,4 segundos el vehículo debe pasar de 0 a 100Km/h.

Las características de diseño del vehículo reconvertido se muestran próximas a las berlinas eléctricas que desde 2012 se venden es España, en concreto al Renault Fluence Z.E, que ocupa la vanguardia en el sector.

En el primer escenario, pendiente máxima, será tanto más desfavorable cuanto mayor peso porte el vehículo, de este modo se proyecta el escenario con el máximo peso admitido por el Opel, 1840 Kg. A este peso la presión de los neumáticos delanteros y traseros es de 290 KPa con lo que se obtiene un coeficiente de rozamiento:

100, 0,01 l: 0,01

l: 0,004

: 20 Km/h

Este coeficiente de rozamiento otorga una resistencia a la rodadura de valor:

/,-Ø 174,935Y : 1840 Kg

/: 9,8 m/,




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80

: 0,01

Ø: 14,036º

El esfuerzo predominante sobre el vehículo en la cuesta, es la fuerza de ascensión, el coseno del ángulo está muy próximo a 1, por tanto el peso del vehículo lastra el avance. El esfuerzo de ascensión es: + ,-Ø/ 4373,775Y

: 1840 Kg

/: 9,8 m/,

Ø: 14,036º

El menor de los esfuerzos a los que se debe sobreponer el vehículo es a la fuerza aerodinámica ya que la velocidad de avance es pequeña y el aire no tiene capacidad de penetración sobre el vehículo:

" 12 # $ % $"&' ( ) 12,555Y

w: 1,205 kg/mo

$: 20 Km/h

(: 0,32

): 2,11 m

La fuerza total que se opone al avance del coche es la suma de todas las fuerzas exteriores que actúan sobre la masa en suspensión y las ruedas. El valor es el sumatorio de la fuerza resistente, aerodinámica y ascensión.

2 " + 4561,266Y

El vehículo supera la inclinación a velocidad constante por lo cual el valor de la aceleración es nulo, el esfuerzo resistente es igual a la fuerza de tracción y el par desarrollado en el eje motriz es el producto de esta fuerza por el radio de la rueda, el vehículo reconvertido lleva neumáticos 205/55R 16H con lo que el radio, despreciando los efectos de histéresis, toma valor de 0,316 m, por tanto el par en el eje delantero:

2 " + 9 1441,360Y.

El reparto de par sobre las dos ruedas motrices es idéntico, cada una de ellas recibe la mitad del total, es decir 720,680 Y.. Este valor último ha de ser comparado con el par máximo, para así asegurarse un correcto aprovechamiento de la energía del motor y no desperdiciarla en calor, más allá de lo irremediable.




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La pendiente del desnivel influye sobre las cargas dinámicas en cada uno de los dos ejes del vehículo, y por consiguiente en el máximo par admitido. La inclinación positiva superada por el vehículo causa una transferencia de carga del eje delantero al trasero cuyo impacto es:

3 3 P: % K:ØQ 10532,026Y

32 3 P: K:ØQ 7499,973Y

3: 18.032 N

: 1,646 m

: 0,967 m

K: 0,5 m

Ø: 0,489

:: 2,614 m

El producto de la normal del eje delantero, puesto que el coche tiene tracción delantera, por el coeficiente de adherencia entre neumático y terreno marca el esfuerzo de tracción máximo. El vehículo circulará habitualmente sobre carretera de asfalto luego será con este pavimento con el que se dimensione el par límite de adherencia. En este tipo de superficies el valor del coeficiente de adhesión esta próximo al valor de 0,75 con lo que se puede calcular, el par máximo en eje, y dividiendo entre el numero de ruedas motrices, el par máximo en rueda.

2_H" 3 T, 2 1248,045Y. El valor del par máximo es mayor al requerido para ascender la pendiente del 25%

por tanto el vehículo no derrapa y puede hacer frente a la exigencias del terreno.

En el segundo de los escenarios, velocidad crucero, se proyecta la circulación del vehículo a velocidad máxima que se consigue con el mínimo de ocupación posible del vehículo, es decir vehículo vacío más un ocupante al que se le estima un peso medio de 80 Kg, el conjunto completo desplaza una masa de 1345 Kg que impacta en la presión del neumático llevándolo a 240KPa. En este escenario solo tendrán cabida los efectos aerodinámicos y de rozamiento ya que la pendiente es del 0%.

La presión de los neumáticos dotan un coeficiente de rozamiento según la ecuación 2 [página 6] de 0,0205 que impacta en la fuerza de rozamiento de acuerdo la ecuación 1




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[pagina 5] con un valor de 271,367 Y, esta fuerza más alta que en el primer escenario aún a pesar de transportar una masa menor pone en alza la relación directa de la histéresis del neumático con la velocidad de circulación, más alta a más velocidad y por tanto mayor coeficiente de rozamiento.

El esfuerzo predominante en el planteamiento del escenario es la carga aerodinámica que aumenta cuadráticamente con la velocidad, en el escenario propuesto aporta un resultado a tenor de la ecuación 3 [ página 7] de 572,073 Y, que es 47 veces superior a la circulación de 20 Km/ h del primero. La capacidad de penetración del aire sobre los cuerpos es sumamente preponderante a velocidades superiores de 70 Km/h.

La fuerza total a la que debe sobreponerse el esfuerzo de tracción es la suma de las resistencias citadas.

2 " + 843,441Y

En esta proyección el vehículo circula sin aceleración es decir mantiene la velocidad constante de 135Km/h por tanto el par en el eje delantero debe ser igual al producto de la fuerza resiste por el radio de la rueda.

2 " + 9 266,527Y.

En el cálculo de los pares es interesante desarrollarlos a una rueda como ya se ha hecho en el primero de los escenarios para posteriormente compararlo con el par máximo: la distribución de pares en el eje delantero del coche es igual para ambas ruedas luego el par en rueda es 133,263 Y..

La distribución de cargas sobre los dos ejes del vehículo para este escenario esta lastrada por la acción de la fuerza aerodinámica y particularmente por el momento de la fuerza sobre el centro del vehículo.

3 35,Ø % "K: 8251,506Y 32 35,Ø "K: 4926,49Y

K: 0,24 m

Con esta distribución de cargas, favorables para el eje delantero y por distribución para el esfuerzo máximo de tracción resulta un par máximo en rueda para desplazamientos en superficies asfaltadas de:




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2_H" 3 T, 2 977,8Y. El par máximo en rueda es mucho más elevado que el requerido para mover al

vehículo en el escenario previsto por lo que se asegura una correcta conducción sobre el pavimento con absoluta certeza de que el vehículo no va a patinar.

El tercero de los escenarios, Aceleración, se pretende conseguir alcanzar la velocidad de 100km/h en un tiempo no superior 13,4 segundos, por simplificaciones en los cálculos se considera aceleración constante. Para este ensayo el vehículo debe ir lo más ligero posible luego la masa transportada será de 1345 kg (carrocería más un ocupante) .

La aceleración es la variación de la velocidad con el tiempo y con la simplificación apuntada resulta:

yy^ 2,072./,

Las esfuerzos dinámicos máximos están en la condición límite de velocidad, es decir cuando el vehículo alcanza los 100 km/h, es en ese umbral donde cobra importancia la resistencia del viento, según apunta la ecuación ecuación 3 [ página 7] esta fuerza alcanza el valor de 313,895 Y.

El peso del coche aprisiona a los neumáticos hasta los 240KPa con lo que es coeficiente de rozamiento se eleva hasta 0,015 que se traduce en una fuerza de rozamiento de acuerdo la ecuación 1 [pagina 5] de 191,71 Y.

La fuerza total es el sumatorio de las dos fuerzas actuantes, la aerodinámica y la de rodadura.

2 " 511,61Y

El vehículo circula con aceleración luego la segunda ley de Newton esgrime que el sumatorio de fuerzas es igual a la masa por aceleración, resultando un momento en el eje motriz delantero de:

2 a /,-Ø % " % /5,Ø9 1130,827Y

En el cálculo de los pares es interesante desarrollarlos a una rueda como ya se ha hecho en el primero y segundo de los escenarios para posteriormente compararlo con el par máximo: el coche tiene dos ruedas motrices así que el par en rueda es 565,413 Y..

El reparto de cargas sobre los dos ejes del vehículo para este escenario está determinado por la acción de la aceleración y el momento de la fuerza aerodinámica.




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3 35,Ø % "K % K3/: 7781,386Y 32 35,Ø "K K3/: 5399,61Y

El par máximo antes del deslizamiento entre rueda y asfalto resulta:

2_H" 3 T, 2 922,094Y. El valor del par máximo es mayor al solicitado por rueda, así pues no hay problema

de derrape tampoco es este escenario.

En ninguno de los tres escenarios previstos para el dimensionado del grupo propulsor se ha planteado ningún inconveniente entre los pares requeridos y los pares admisible en rueda, luego se puede concluir diciendo que este vehículo, Opel Astra 1,7, dotado de un conveniente equipo motor y reductora adecuado podrá alcanzar y superar los esfuerzos previstos y en función de las características del kit de sustitución incluso superarlas.

3.4.1 SELECCIÓN DE LOS COMPONENTES

3.4.1.1 SELECCIÓN DEL MOTOR

El motor y la relación de transmisión son los primeros componentes a seleccionar. El par en los dos primeros escenarios es el primer indicador del modelo de motor, pero es preciso comprobar que el motor en uso es capaz de suministrar la potencia máxima, que corre a cargo del escenario de aceleración, para su determinación se requiere la selección concreta del motor, puesto que para su cálculo es necesario el conocimiento completo de su mapa motor y el valor de la velocidad base, es decir la velocidad en la que el motor deja de transmitir par constante.

El uso de la reductora además del sistema diferencial incorporado entre los palieres y el motor amplifican los efectos del par de salida, haciendo que llegue a rueda multiplicado por la relación de transmisión. La circulación de potencia entre motor y rueda no es perfecta, existe rozamiento entre cojinetes , cargas vibratorias… entre otros, que hacen que se pierda parte de la potencia generada en calor, a grosso modo se ponderan las pérdidas de potencia de la cadena cinemática a través de los rendimientos.




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Los rendimientos de las cadenas cinemáticas ya se utilicen como equipo reductor: Coronas sin fin, ejes paralelos, ortogonales, coaxiales… andan cerca del 90% por consiguiente se toma este valor para el desarrollo del dimensionamiento.

Una vez conocido el valor del rendimiento se puede calcular el valor del par aguas arribas del eje motriz, a través de la ecuación:

2J H

En la tabla que a continuación se muestra, se detalla cuales serían los valores necesarios de par motor en cualquiera de los tres escenarios ensayados pasando por alto la relación de transmisión, posteriormente se precisará. Simplemente se aluden los efectos de la disipación energética a través del órgano cinético

Pendiente máx Velocidad Crucero Aceleración

Par motor [Nm] 1601,511 296,1415 1256,474

Tabla 3.2: Pares motores. Fuente: Elaboración propia

En el primero de los escenarios en el que se ha proyectado una velocidad de ascensión de 20Km/h se demanda al motor el par mayor, por consiguiente este punto de la característica de esfuerzos debe pertenecer a la recta de la curva par-régimen, ya que a lo largo de esta recta el motor suministra el mayor índice de par en cada uno de los estados de carga (posición del acelerador), la inecuación que lo modela es:

z

z znH

znHz z: Velocidad angular de la rueda

: Velocidad lineal del vehículo

znH: Velocidad angular base del motor

La segunda condición establece que el par hallado en este escenario aun siendo el mayor de todos, pueda obtenerse sin necesidad de trabajar a plena carga , de este modo se mejorarían los parámetros de diseño previstos para la conversión, dotando al vehículo




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en estas condiciones de capacidad de aceleración y por tanto vencer la pendiente a más de 20Km/h.

H_H"

: Par requerido por el escenario

H_H": Par máximo suministrado por el motor

En el segundo de los escenarios, se pretende alcanzar la velocidad máxima de 135 km/h, por definición esta velocidad se alcanza al máximo de revoluciones del motor, pero se podría dar el caso de que la velocidad de diseño se pudiese logar antes de llegar al corte de revoluciones del motor lo que supondría mejorar los parámetros de conversión del vehículo, y dotar al vehículo eléctrico de mayor velocidad punta, la condición a cumplir es:

zH_H"z La cuarta y última restricción queda definida por el par requerido, en este caso se

podría llegar tres situaciones factibles.

1. La relación de transmisión resultante fuera tal que la velocidad máxima se alcanzara con el máximo régimen motor y el par demandado por el escenario se obtuviera a plana carga, entonces la condición de diseño no se podría mejorar, se dispondría de una velocidad máxima de 135 Km/h y sin repunte de aceleración.

2. La relación de transmisión resultante fuera aquella con la que la velocidad máxima se alcanzara al máximo régimen motor pero el par solicitado por la condición de diseño no requiriese plena carga, por lo tanto la velocidad máxima del coche sería 135Km/h y aunque tuviera capacidad de aceleración teórica no se traduciría en un aumento de la velocidad lineal del vehículo dado que se ha llegado al corte de revoluciones del motor, en ese momento el control electrónico cortaría la tensión del motor hasta volver a las revoluciones máxima que volvería a suministrar tensión.

3. La relación de transmisión permitiese alcanzar la velocidad de 135km/h antes del llegar al máximo de revoluciones del motor y el par del escenario dimensionado se consiguiera bien a plena carga o no a máximo régimen, en cualquiera de los dos casos se obtendría más velocidad punta y aceleración ya




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que la tendencia de par del motor disminuye a mayor régimen, por lo tanto alcanzar los 135Km/h antes supondría tener más par a plena carga.

H_H&u El motor estará correctamente seleccionado si la relación de transmisión conjunta

del reductor y diferencial satisface las restricciones y es capaz de suministrar la potencia demandada en Aceleración.

Los vehículos eléctricos que se están vendiendo en este momento están utilizando motores de continua con escobillas, síncronos de imanes permanentes y reluctancias conmutadas, y motores de inducción de jaula de ardilla.

Del análisis de los motores, los primero en ser descartado son los motores de corriente continua, existe una amplia variedad de este tipo de motores en aplicación automovilística como sistemas de accionamiento, por ejemplo de las bombas del líquido parabrisas o del sistema de climatización y ventilador, motores todos ellos de potencias limitadas a 5KW en mucho de los casos, y que por su escasa potencia no pueden ser empleados como sustituto del motor térmico. Los motores de corriente continua usados como sistema propulsor en vehículos eléctricos, entre otros, son los modelos , AGNI 95R, Lynch Lemco LEM-200 D135 R135RAG, PMS 156, cuyas características se muestran en la tabla siguiente.

Motor Potencia [KW] Par [Nm] rpm Intensidad [A] Tensión [V]

AGNI 95 R 15 30 4900 230 72

D135RAG 16,84 39,88 4032 200 96

PMS 156 14 29,71 4500 - 96

Tabla 3.3: motores de continua. Fuente: elaboración propia

Los motores de corriente continua entregan un escaso par con lo que sería necesario una reductora de elevada relación de transmisión, la colocación independiente de motores en rueda o incluso la instalación de varios motores de este tipo en paralelo acoplados a un Flender, en cualquiera de los tres casos estaríamos cargando y sobrepasando el peso del motor térmico inicial, lo cual no es conveniente puesto que de ser así estaríamos limitando la capacidad de espacio y peso de baterías con lo que se reduciría la autonomía del vehículo.

Además de las limitaciones de par, principal razón de prescindir de los motores de continua en la conversión, la eficiencia varía enormemente en función de las condiciones de operación, la eficiencia máxima a la que puede llegar es del 91% pero




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en un rango muy limitado del régimen motor, tan solo en el 22% del campo de velocidades. Otros inconvenientes del uso de este tipo de motores son:

• Rendimientos bajos fuera de umbral de régimen optimo

• La presencia del conmutador limita la capacidad de sobrecarga y la velocidad máxima

• Exige mayor atención en el mantenimiento, las escobillas requieren sustitución trimestral.

• El circuito de excitación constituido por imanes permanentes hace necesaria la presencia adicional de sensores, para regular la velocidad, lo que limita el espacio en el capot.

El siguiente tipo de motores que se descarta son los motores síncronos de reluctancias conmutadas dada su reciente aparición, aún no tienen una tecnología madura y el mercado se muestra escéptico aunque sus prestaciones sean acordes a lo movilidad eléctrica teóricamente. El hecho de que sea vanguardia hace difícil encontrar proveedores, además se suma los siguientes problemas tecnológicos:

• Elevado rizado en el par motor, lo que se traduce en vibraciones e interferencias electromagnéticas que haría absolutamente necesario la incorporación de una brida rígida para absorber las vibraciones.

• Tienen un bajo factor de potencia, luego tiene baja conversión de potencia activa.

• Se hace necesario la incorporación de un sensor para detectar la posición del rotor por consiguiente aumenta la complejidad del control electrónico.

El siguiente grupo de motores son, síncronos de imanes permanentes tienes buena acogida en el sector del automóvil eléctrico ya que su oferta es amplia y la generación de par es adecuada. Véase la siguiente tabla con alguno de los modelos comerciales del fabricante ABB,

Motor Potencia [KW] Par [Nm]

225M (4polos) 45 110

250M(4polos) 55 120

280S(4polos) 75 150

Tabla 3.4: motores síncronos. Fuente: ABB

La razón por la que se ha descartado este tipo de motores se sustenta en la dificultad de producir el debilitamiento de campo y extender la velocidad por encima de la




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nominal, por tanto se hace excesivamente complejo el uso del control vectorial para la manipulación del motor. Para debilitar el campo hay que desmagnetizar los imanes aplicando una componentes de campo de estator en sentido contrario y esto solo puede hacerse para niveles de desmagnetización muy limitados debido a que la desmagnetización elevada puede volverse irreversible, otra razón de peso es que los costes de operación y mantenimiento de este motor son los más elevados de todos.

Habiendo descartado los motores de corriente continua, y los síncronos la elección del motor para la conversión son los Motores asíncronos, es el sistema de propulsor más extendido en el mercado, la mayor parte de la berlinas eléctricas estás dotados de motores de inducción de jaula de ardilla, ya que tienen:

• Alta densidad de potencia, de modo que se minimiza el volumen ocupado por el motor.

• Alto par motor a bajas velocidades, así se logra una rápida aceleración.

• Amplio rango de variación de velocidad.

• Baja inercia que hace que se logren respuestas rápidas ante cambios de velocidad

• Alto rendimiento en todo el rango de velocidades

• Bajo mantenimiento.

Los motores seleccionados para la conversión pertenecen a la casa Siemmens, quienes ofrecen confianza y garantía al ser marca líder en el sector, además, la marca suministra los inversores y los controles de velocidad pertinentes para cada tipo de motor.

La gama de motores ensayados son los modelos 1PV5135, 1PV5138, 1PV5139, 1PV5168, cuya ficha técnica detallada y curvas características par-velocidad pueden verse en anexos

Modelo Par [Nm] Máximas revoluciones[rpm]

1PV5135 160 4000-10000

1PV5138 205-220 4000-10000

1PV5139 320 4000

1PV5168 700 4000

Tabla 3.5: Característica modelos Siemmens. Fuente: Siemmens

El método de regulación de velocidad para el gobierno del motor de inducción será el control vectorial denominado también control por orientación de campo, constituye el método de control más sofisticado y moderno de los motores asíncronos. La base de




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este método de regulación es controlar tanto la magnitud como la fase del flujo magnético del motor para conseguir un funcionamiento análogo al que tienen los motores de corriente continua que hasta fechas muy recientes han sido los motores por excelencia en los accionamientos eléctricos de velocidad variable. Para resolver el problema de control se deben mantener en cuadratura las componentes de imanación y de par de la corriente estatórica, desacoplando ambas componentes de forma que se puedan ajustar independientemente una de otra, en definitiva en el sistema vectorial hay que controlar en tiempo real la magnitud y fase de las corrientes de alimentación del estator.

La consecuencia del uso del control vectorial es proveer al motor de inducción de un rango de operación más amplio además de obtener un control total del par a bajas velocidad.

En el ensayo de los motores se comienza a probar con los de menor potencia, más baratos, hasta los de mayor potencia, más caros. En el proceso de conversión prima el gasto ante las prestaciones técnicas del vehículo.

Los motores 1PV5135 presentan un par máximo de 160Y.y un par a máximo de revoluciones de 50Y. que junto con las condiciones de diseño de velocidad de ascensión 20Km/h y velocidad máxima 135Km/h, dan como resultado un sistema de inecuaciones incompatible, para más detalle ver a anexos, por tanto no existe ninguna relación de transmisión de la cadena cinemática que permita incorporar este tipo de motores al vehículo si lo que se quiere es conseguir superar el desnivel del 25% y circular a 135 km/h de velocidad punta.

La gama de motores siguiente es 1PV5138, contiene 3 tipos de motores con variaciones en potencia, par y corte de revoluciones, cualquiera de los tres serían viables atendiendo a criterios geométricos y pesos, las dimensiones y los pesos son inferiores a los del motor térmico de serie. Con el primero de ellos 1PV5138-4WS20 que presenta un par máximo de 205 Y. y un par a máximo de revoluciones (9000 rpm) de 60 Y., se obtiene un sistema de inecuaciones compatibles, es decir existe un intervalo de posibles valores de transmisión de la reductora junto al diferencial que hacen posible la incorporación de este motor al Opel Astra. Los resultados se muestran a continuación.




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Par Motor [Nm] V. Angular rueda [rad/s]

Pendiente máxima 1601,511 17,361

R. transmisión ≥ 7,812 ≤ 15,072


Velocidad máxima 296,141 118,67

R. transmisión ≥ 4,935 ≤ 7,9417

Tabla 3.6: Región de las inecuaciones. Fuente: elaboración propia

Los posibles valores de la transmisión de la cadena cinemática son aquellos que pertenezcan al intervalo [7,812-7,9417]. El vehículo reconvertido llevará la relación más próxima a la cota inferior y más simple de fabricar , 7,9 , puesto que así se consigue mayor velocidad punta y se mejoran las prestaciones iniciales del automóvil.

Una vez superado los escenarios de pendiente máxima y velocidad máxima se debe comprobar que con la relación de transmisión seleccionada se cumple la demanda de potencia del escenario de Aceleración. La potencia exigida al motor es:

2q P\2g" r8 ns 23/5,Ø8 15 #()8oQ 1J2 53,020c3

J2: 0,9

8: 100 Km/h

: 0,01

n: 37, 64 Km/h

La potencia requerida en la aceleración es menor a la máxima del motor 70KW, por tanto a partir de esta gama de motores todos los que estén en una escala superior de potencia, 1PV5139, 1PV5168, también valdrán para la conversión e incluso se obtendrían mejores condiciones técnicas a coste superior, los cálculos pueden consultarse en anexos, pero como se ha advertido al comienzo del dimensionamiento, en la conversión prevalece el carácter económico, de modo que Drive Motor 1PV5138-4WS2 es el motor a utilizar en la reconversión del Opel Astra.

A modo de conseguir un sistema de propulsión más económico subyace en este contexto la pregunta de sí se podría utilizar un control tensión/frecuencia en vez del




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control vectorial, este método, más sencillo de implantar en el control digital y por tanto más barato, implica disponer de una fuente separada, en donde la frecuencia y la tensión pueden ser variadas simultáneamente y en proporción directa una de la otra, ya que para obtener un flujo permanente en los motores se deben mantener una relación constante entre la tensión, y la frecuencia de la fuente de alimentación, la razón de mantener esta relación constante se debe a que el par desarrollado depende de la magnitud del flujo. La consecuencia del uso de este tipo de control, a no producir debilitamiento del campo magnético hace que el rango de velocidades del motor sea más corto y solo se disponga del tramo de par constante.

Haciendo uso del control tensión/frecuencia el motor seleccionado Drive Motor 1PV5138-4WS2 dispondría de un par máximo de 205 Y. y un régimen de 2.500 rpm aproximadamente. Con estos datos se obtiene las relaciones de transmisión siguientes


Pendiente máxima 1601,511 17,361

R. transmisión ≥ 7,812 ≤ 15,072


Velocidad máxima 296,141 118,67

R. transmisión ≥ 1,444 ≤ 2,641

Tabla 3.7: Región de las inecuaciones. Fuente: elaboración propia

Se obtiene un sistema de inecuaciones incompatible con lo que no se puede utilizar este motor gobernado con control tensión/frecuencia por tanto se concluye el dimensionamiento del grupo propulsor diciendo que en la conversión se utilizará el modelo Siemmes Drive Motor 1PV5138-4WS2 con control vectorial, sus características y curvas par-velocidad son:

Rated Voltage 500 V

Rated Power 70 KW

Rated Torque 205 Nm

Max. torque 450 Nm @ 300 A

Rated Current 170 A

Max. Speed 9.000 rpm

Tabla 3.8: características del motor 1PV5138-4WS20. Fuente Siemmens




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Figura 3.12: características del motor 1PV5138-4WS20. Fuente Siemmens

Incorporando este motor al vehículo se mejoran las condiciones de diseño, debida a que relación de transmisión unida al motor es menor que la requerida para conseguir los 135Km/h a régimen máximo, por tanto el vehículo puede adquirir más velocidad siempre y cuando el par necesario sea menor o igual al par máximo al régimen previsto.

Figura 3.13: Curva de esfuerzos sobre pavimento -curva par motor. Fuente: elaboración propia

z zH_H" 120,641/,

z 137,24c./K




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A esta velocidad el coche debe hacer frente a los esfuerzos aerodinámicos ecuación 3 [ página 6 ] y de rodadura ecuación 1 [ página 5] con lo que el par exigido al motor :

H " 9 34,737Y.

zH_H": 9.000 rad/s

: 0,316 m

:7,9

El par motor requerido es menor al máximo posible a ese régimen luego se pude garantizar que la velocidad punta del vehículo es 137,24 Km/h circulando en llano.

Otra característica del vehículo a mejorar es el tiempo de aceleración. En las condiciones de diseño se propuso un tiempo de 13,4 segundos, puesto que la media general de los vehículos eléctricos están entre 10 y 15 segundo para llegar de 0 a 100Km/h. El motor seleccionado otorga un buen registro de potencia [ 70 KW] por consiguiente será capaz de alcanzar la velocidad de cota antes y mejorar con ello las prestaciones del coche.

g" \2 r8 ns

2J2 % 23/5,Ø8 % 15#()8o 9,9,

2: 70 KW

J2: 0,9

Con el motor Drive Motor 1PV5138-4WS2 utilizado en la conversión se mejoran las condiciones de conducción en 2 de los tres escenarios de diseño.

• Pendiente máxima, el coche puede superar cotas de desnivel del 25% ascendiendo a velocidad de 20 Km/h

• Velocidad máxima, el vehículo puede llegar hasta los 137,24 km/h circulando en llano

• Aceleración, En 9,9 segundos es capaz de pasar de 0-100 km/h.




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3.4.1.2 SELECCIÓN DE LA REDUCTORA

La conversión necesita una transmisión capaz de soportar un par máximo de 1601,511, correspondiente al escenario de Aceleración, y una multiplicación de 7,9. Esta relación es el resultado conjunto de la amplificación del diferencial más la reductora.

El diferencial del modelo Opel Astra tiene una relación de transmisión de 3,94, la relación exigida a la reductora es:

't92" 7,9&8''u9&"| 2 El mercado ofrece multitud de reductores:

• Reductores de ejes paralelos.

• Reductores sin fin.

• Reductores planetarios.

La reductora implicada en el proceso de transformación se compra a la marca francesa Rossi, quien ofrece garantía de 2 años además de los precios más competitivos de la industria. La única clase de reductora con posibilidad de fabricación es en ejes paralelos, el resto se fabrican para relaciones de transmisión superiores.

reductora relación Par nominal [daNm]

Ejes Paralelos [2;12.500] ≤ 7.100

Sin fin [10;16.000] ≤ 1.900

Planetario [12,5;3.000] ≤ 20.000

Tabla 3.9: Características reductores Rossi. Fuente elaboración propia

La reductora de ejes paralelos cuenta con un buen rendimiento comprendido entre el 95% - 97% y su comportamiento ante las vibraciones es estable. La reductora por tanto es apta para el proceso de conversión.




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3.4.1.3 SELECCIÓN DE LAS BATERÍAS

Las Baterías son el elemento fundamental de los vehículos eléctricos, en ellas está la clave de expansión y proliferación de la movilidad eléctrica.

El proceso de conversión tiene limitado el peso del vehículo al máximo admisible por ejes, por consiguiente solo se podrán incluir baterías hasta un total de 1840 Kg, que es el máximo peso que puede albergar el modelo. La masa en vacío del coche antes de la conversión eran 1265 Kg , el peso aproximado de los elementos retirados: motor de combustión, sistema de refrigeración, bomba de combustible, tanque de combustible, caja de cambios, sistema de admisión, y sistema de escape, se estima de 288 kg, la masa de combustible, sabiendo que la capacidad del tanque son 52 litros y la densidad del diesel a 15ºC, 845 c//.o, libera 43,94 Kg. Los componentes incluidos, motor eléctrico, inversor, control vectorial, motor eléctrico auxiliar y bomba de vacío añaden 151 kg, la masa en vacío sin baterías del coche eléctrico es 1084,06 Kg, al peso destinado para baterías hay que descontarle el de los ocupantes, 4 ocupantes con peso estimado de 80kg por persona, con lo que resulta un peso designado para baterías de 435,94 Kg.

La mejor opción para el paquete de baterías son las que almacenan la mayor cantidad de KWh por unidad de peso, es decir el tipo de baterías que dispongan de la mayor densidad energética. A continuación se muestra una tabla comparativa con el parámetro al uso.

Tipo de bateria Densidad [Wh/kg]

Ácido-plomo 35-50

Ni-Hierro 50-60

Ni-Cd 50-90

Ni-NH 70-95

Li-I 80-130

Tabla 3.10: Tipos de baterías-densidad energética. Fuente IDAE

Las baterías de Ion–Litio son las que mayor densidad energética tienen, razón por la que se han impuesto en el mercado. En el proceso de conversión se utilizarán este tipo de baterías porque además:

• Presentan un bajo “efecto memoria” y, por tanto, una excelente “recargabilidad”

• Tiene un moderado impacto medioambiental




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Las baterías de ión litio modifican su energía específica en función de los materiales de los que este compuesto el cátodo y el ánodo, como se recoge en la siguiente tabla

Cátodo-anódo Densidad [Wh/kg]

Grafito/NiCoMn 100

Grafito/Mn 100

Grafito/NiCoAl 110

Fe/Mn 110-124

Tabla 3.11: Tipos de materiales en los cátodos-ánodos densidad energética. Fuente IDAE

Visto el impacto de los materiales, se concluye exponiendo que la unidad de baterías que se va a utilizar en el proceso de conversión son baterías de Ión-litio cuyo cátodo-ánodo lo constituyen hierro-magnesio

De este tipo de baterías existen varias marcas como GBS,GWL, ThunderSky, o Valence. Sin embargo, en páginas especializadas en convertir aplicaciones eléctricas con motores y baterías como por ejemplo ev-propulsion.com, y distribuidores de estos componentes como Electric Autosports Inc, EAS o Electricmotorsport, recomiendan en todos los aspectos de seguridad y diseño, la marca Valence. Una vez seleccionado el paquete de baterías falta determinar que tensión necesita, capacidad y comprobar que puede entregar la potencia requerida en cada momento en el peor estado de carga.

La casa Valence ofrece cuatro modelos de batería hierro-magnesio, U1-12XP, U24-12XP, U27-12XP, UEV-18XP, la ficha técnica detallada puede verse en anexos.

Modelo Peso [kg] Tensión [V]

U1-12XP 6,5 12,8

U24-12XP 15,8 12,8

U27-12XP 19,5 12,8

UEV-18XP 14,9 19,2

Tabla 3.12: Características de las baterías. Fuente: Valance

los tres primeros modelos tienen tensión inicial de 12,8 V y pesos de 6,5, 15,8 19,5 Kg respectivamente, el modelo UEV-18XP , voltaje de 19,3V y peso de 14,9 Kg.

La tensión nominal del motor seleccionado son 500 voltios, luego hacen falta 40 baterías de los modelos U1-12XP, U24-12XP, U27-12XP, lo que hace imposible el uso de los tipos ,U1-12XP, U24-12XP, por excederse del límite de peso, 1840kg, y del modelo U27-12XP por el excesivo volumen.




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Por descarte el vehículo eléctrico llevará 27 baterías UEV-18XP en serie, lo que dota al motor eléctrico de una alimentación de 518,4 voltios, 18,4 voltios más para compensar la caída de tensión de las baterías y un peso libre de 33,64 kg hasta alcanzar el límite de peso, bien sea para equipaje o pasajeros. La profundidad de descarga5, (DOD) de la batería se cifra por el fabricante en el 80% , con esta remanencia de energía se asura la correcta recarga de la batería y se aumenta el número de ciclos frente a un DOD del 100%, como también sirve para acotar la caída de tensión de la batería, puede verse en la curva de descarga. Los datos técnicos de la batería se presentan como:

Voltaje 19,2 V

Capacidad nominal 69 Ah

LxWxH 269x148x261 mm

Energía especifica 89 Wh/kg

Máxima corriente 120 A

Máxima corriente 30 s 200 A

Tabla 3.13: Características de las batería UEV-18XP. Fuente: Valance

5 La profundidad de descarga de una batería es el ratio de energía descarga en relación a la cantidad d

energía que puede almacenar. El DOD se espresa eb porcentaje y es el contrario del SOC. Por Ejemplo si

una instalación con una batería de 100AH ha consumido 49 Ah, entonces su SOC es del 60% y su DOD

40%




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Tabla 3.14: Características de las batería UEV-18XP. Fuente: Valance. Fuente: Valance

Para definir la autonomía del vehículo se recurre al gasto energético requerido en el ciclo de conducción Europa, este ciclo se compone de dos partes, la primera: simula conducción puramente urbana, en este modelo las velocidades no superan los 50 Km/h,

Figura 3.15: Ciclo urbano. Fuente: Universidad de Oviedo

Para los cálculos de la energía en cada tramo se recurre a la formulación siguiente:

Tramo se aceleración:

\2g" r8 ns 23/5,Ø8 15#()8o 1J2JHJn

Tramo de velocidad constante

n_t2q J2JHJn >/5,Ø 12#() \g ?




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100

Tramo de deceleración (freno regenerativo)

n_&uq 7J2JHJn >/5,Ø 15#() \ g ? Conocidas todas las potencias, el cálculo de la energía consumida y regenerada:

t2 hn_t2 g hn_&ug El rendimiento de las baterías Jn, es función de la intensidad de descarga, este

rendimiento se define como la capacidad real de la baterías a esa corriente entre la capacidad nominal. En caso de que la corriente de descarga sea menor a la nominal el rendimiento es mayor que 1, significa que si descargamos con menor corriente que la nominal la capacidad es mayor que la nominal. Pero las baterías no contienen en su interior más o menos energía en función de la corriente a la que descargan.

Por simplificar los cálculos se ha supuesto el rendimiento del paquete de baterías que oferta el fabricante el 80%, con ello los cálculos en cada uno de los tramos son:

Operación At(s) T(s) V-(Km/h) V+(Km/h) Distancia Energía

Parada 0 0 0 0 0 0

Parada 11 11 0 0 0 0

Aceleración 4 15 0 15 8,33 -26682,49

Vel cte 6 23 15 15 41,67 -7173,196

Deceleracion 5 28 15 0 52,08 8824,3545

Parada 21 49 0 0 52,08 0

Aceleración 12 61 0 32 105,42 -107146,3

Vel cte 24 85 32 32 318,75 -55233,07

Deceleración 11 96 32 0 367,65 41142,89

Parada 21 117 0 0 367,64 0

Aceleración 26 143 0 50 548,19 -278924,4

Vel cte 12 155 50 50 714,85 -57081,85

Deceleración 8 163 50 35 809,31 32909,100

Vel cte 13 176 35 35 935,69 -34140,29

Deceleración 12 188 35 0 994,03 49464,772

Parada 7 195 0 0 994,03 0

Tabla 3.14: Ciclo urbano. Fuente: Elaboración propia




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La energía demanda a las baterías asumiendo entrega de potencia constante en los tramos de aceleración y deceleración es 488,498 KJ, la energía capaz de suministrar las baterías hasta el 80% de penetración de carga y considerando tensión en bornes del motor 518,4 voltios dado que la caída de tensión al 20% de SOC es de de 3,8% es:

3 ~K 103,016 Con lo que la autonomía del vehículo en zonas urbanas es de 209,616 Km.

La segunda parte de ciclo europeo pretende simular la circulación por extrarradios. En esta ocasión el vehículo circula durante más de 6 minutos acelerando progresivamente de 0-120Km, y recorriendo una distancia de 6,5 Km

Figura 3.16: Ciclo interurbano. Fuente: Universidad de Oviedo

Operación At(s) T(s) V-(Km/h) V+(Km/h) Distancia Energía

Parada 0 0 0 0 0 0

Parada 20 20 0 0 0 0

Aceleración 41 61 0 70 388,61 -573180,61

Vel. Cte 50 111 70 70 1370,83 -469063,04

Deceleración 8 119 70 50 1504,17 65127,2061

Vel cte 69 188 50 50 2462,50 -328220,63

Aceleración 13 201 50 70 2679,17 -48695,401

Vel cte 50 251 70 70 3651,39 -469063,04

Aceleración 35 286 70 100 4477,78 -13548,363

Vel cte 30 316 100 100 5311,11 -65794,75

Aceleración 20 336 100 120 5922,22 -63031,5

Vel cte 10 346 120 120 6255,56 -353796,36




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desaceleración 34 380 120 0 6822,22 747954,643

Parada 20 400 0 0 6822,22 0

Tabla 3.15: Ciclo interurbano. Fuente: Elaboración propia

La energía que se necesita de las baterías 2,571 MW para recorrer 6,822 Km, La baterías pueden suministrar al 20% de SOC , 103,16 MW , la autonomía circulando en aéreas interurbanas es 273,342 Km, es estas áreas se consigue más autonomía que en áreas urbanas porque el gasto energético en aceleración es bastante menor, los picos de aceleración son de 20km/h.

El ciclo de Conducción Europa es la unión de las dos partes: Zonas urbanas mas zonas interurbanas.

Figura 3.17: Ciclo Europa. Fuente: Universidad de Oviedo

El vehículo recorriendo el ciclo completo requiere una energía por kilómetro de 424,560 KW con lo que la autonomía resultante es de 242,64 km

Se dimensiona con el escenario más desfavorable que además va a ser en el que más se circule puesto que la mayor parte de las veces el cliente circulará por ciudad, por tanto la autonomía del vehículo eléctrico será 209,616 Km.

Antes de que las baterías se queden sin suministro energético hay que mandar una señal al panel de control para que el conductor tenga tiempo de reponer la carga, en ese momento se limita la velocidad del vehículo a 80Km/h con lo que se pueda circular en condiciones de seguridad en autopistas, carreteras secundarias y autovías, se impone también en ese estado de carga que se puedan recorren 50 Km, por lo que el control electrónico mandará una señal Cuando la remanencia de carga entregable sea: ( se calcula a velocidad de 80km/h ya que es el escenario que más consume):




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^ ) 2250

3 ^J2JHJn @/5,Ø 12#() \g A 283

Es decir cuando la batería alcance el 72% de consumo efectivo.

Por último hay que comprobar que el paquete de baterías satisface las exigencias de potencias de los escenarios de diseño y sobre todo del ensayo de aceleración, que es el que requiere la máxima potencia, esta potencia debe ser entrega en la peor de las condiciones posibles, que será en el corte de tensión a 80% de penetración de carga. La curva de descarga de la batería extrapolada a 19,5 voltios y su aproximación por mínimos cuadrados es:

Figura 3.18: Curva de descarga batería UEV-18XP. Fuente: Elaboración propia

La tensión de la batería a 0,8 es 18,5 voltios con lo que la tensión inmediatamente antes del corte de tensión en bornes de motor es 499,5 voltios, la máxima potencia se consigue a máxima intensidad de descarga:

6H" 59,99c3

ol 6ol 99,90c3

: 499,5 V

6H":120 A

6ol: 200 A

En el escenario de pendiente máxima se requiere una potencia en baterías de 66,509KW la cual es inferior a la potencia máxima, En el escenario de velocidad máxima 43,929 KW también inferior a la potencia máxima y el escenario de aceleración

y = -284,27x6 + 666,75x5 - 546,05x4 + 168,01x3 - 3,6092x2 - 6,3808x

+ 19,6

15

16

17

18

19

20

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2




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se trabaja a máxima potencia motor, con lo que se requiere 87,5KW durante 9,9 segundos.

3.4.1.4 INFLUENCIA DE LA FRENADA REGENERATIVA

Como ya se anotó en el estudio del arte, El motor del vehículo transforma la energía eléctrica que suministra la batería a energía cinética. El efecto de la regeneración en la frenada tiene por objetivo recuperar la energía cinética y volver a convertirla en energía eléctrica y devolverla a la batería. Pero al igual que en el proceso de tracción hay notables pérdidas.

Las principales pérdidas no ocurren en el interior del vehículo sino en la interacción de este con el asfalto y con el aire. Es aquí donde la mayoría de la energía se disipa Por lo tanto, en la medida en que predominen las fuerzas de rozamiento y de resistencia aerodinámicas sobre las de cambio de altura (ascenso o descenso de desniveles) y de inercia, mayores serán las pérdidas energéticas y menos cantidad de energía será posible recuperar.

Dicho de otra forma, para disipar la menor cantidad de energía, se debe circular a bajas velocidades, tener bajo coeficiente aerodinámico y área frontal reducida como bajo coeficiente de rozamiento y superficie de contacto de las ruedas reducidas. Para caracterizar el fenómeno de regeneración en el vehículo Opel Astra se compara el efecto del freno regenerativo con el caso más desfavorable en el que se anule el efecto regenerador

.

Regeneración Autonomía [Km]

Frenada regenerativa 209,615

Sin frenada regenerativa 165,083

Tabla 3.16: Influencia de la frenada regenerativa. Fuente: Elaboración propia

La influencia del efecto regenerativo en la frenada influye en un 21,05% sobre la alcanzada para el caso de la circulación caracterizada por el ciclo Europa-interurbano, lo que supone recorrer hasta 44 Km más con regeneración que sin ella




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105

3.4.1.5 INFLUENCIA DE LOS ACCESORIOS

A continuación se recoge una estimación somera de los consumos de los elementos que tiene el vehículo.

Accesorio Cantidad Consumo [W] Total [W] Empleo

Radio 1 30 30 Aleatorio

Luces de señalización 4 20 80 Noche

Luces de largo alcance 2 70 140 Noche y puntualmente

Ordenador e instrumentos 1 20 20 Permanente

Tabla 3.17: Consumo de los accesorios. Fuente: Universidad de Oviedo

Para analizar el impacto que tienen sobre la autonomía del vehículo el funcionamiento de estos accesorios se realiza la simulación de dos casos extremos. Al igual que se hace en los estudios consultados en tal efecto, El más favorable correspondería a circular por el día sin la radio encendida y sin marcar las luces de señalización. Esto supone un consumo de los accesorios de 20 W.

El segundo caso extremo, más desfavorable, correspondería a la circulación por la noche con las luces de largo alcance, las luces de señalización, el ordenador e instrumentos. Esto supone un consumo de los accesorios de 270 W.

Consumo accesorios Autonomía [Km]

Favorable 209

Semi-Favorable ( 20 W) 208

Desfavorable ( 270 W) 190

Tabla 3.18: Autonomía con los accesorios. Fuente: elaboración propia

Como puede apreciarse, la influencia que tiene el funcionamiento de los accesorios del vehículo no implica una relevante variación de autonomía. La caída máxima es del 9%.

.




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3.4.1.6 ESQUEMA DE MONTAJE MOTOR TRANSMISIÓN BATERÍAS

Figura 3:24 montaje baterías motor transmisión, Fuente: Modern Electric, hybrid Electric, and fuel cell vehicle

La potencia que generan las baterías se transmite al motor quien la entrega al eje motriz a través de la cadena cinemática. El uso del diferencial es completamente necesario ya que aunque el par del motor eléctrico es elevado no es suficiente para compensar los esfuerzos de tracción.

3.4.1.7 SELECCIÓN DEL INVERSOR Y CONTROL

El motor eléctrico necesita para aplicar tracción a las ruedas: estar alimentado con corriente alterna para inducir f.e.m y generar par electromagnético. Las baterías aportan corriente continua por lo que es necesario colocar entre ambos un inversor, que cambie el voltaje de entrada de corriente continua a voltaje simétrico desfasado 120º de corriente alterna. Para el uso de la frenada regenerativa se necesita justo lo contario un rectificador que transforme la corriente alterna en continua.

Para satisfacer ambas exigencias es necesario incluir un inversor conmutado que permita el flujo de potencia reversible, es decir, pueda funcionar bien como inversor o bien como rectificador. Sin embargo, debido a que la mayor parte del tiempo la potencia fluye desde el lado de continua al lado de alterna, este tipo de convertidores conmutados CC-CA recibe de forma general el nombre de inversor.

Entre las principales aplicaciones de los inversores:

• Accionamientos de motores de alterna a velocidades variable.




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• Control de velocidad.

• Cambiadores de frecuencia.

• Alimentación de cargas alternas a partir de fuentes de fuentes que producen corriente continua ( baterías)

Figura 3.19: Inversor. Fuente: Universidad de Oviedo

Siemmes recomienda el uso del inversor DC-AC/IGBT mono inverter para suministra tensión al motor Drive Motor 1PV5138-4WS20, motor que se ha elegido para la conversión. Por tanto el inversor también se comprará a la casa Siemmes. Este inversor DC-AC/IGBT mono inverter consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual se utiliza para interrumpir la corriente entrante y generar una onda cuadrada. Esta onda cuadrada alimenta a un transformador que suaviza su forma, haciéndola parecer un poco más a una onda senoidal y produciendo el voltaje de salida necesario. Las formas de onda de salida del voltaje de un inversor deberían ser sinusoidales. Una buena técnica para lograr esto, pero no se ha incluido en la conversión por razones de peso, de incluirlo no habría tonelaje suficiente para equipaje, es utilizar el control PWM logrando así que la componente principal senoidal sea mucho más grande a los armónicos de orden superior. Ficha de característica:

Cooling Media Water-Glycol

Rated Voltage DC 650 V

Operating Voltage DC 300V-750V

Rated Current Inverter 250 A

Max Current inverter (10s) 350 A

Max. Power (500 V AC) 320 KVA

Weight 30 kg

Dim ( wxlxh) 411x454x183 mm

Tabla 3.19: Características inversor DC-AC/IGBT mono inverter . Fuente: Siemmens

El rango de operación del inversor es de 300 a 750V, el paquete de baterías que alimenta al motor suministra 518,4 V que pertenecen al intervalo de acción del inversor,




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luego podrá convertir la entrada de continua a salida alterna senoidal. El inversor controla y suministra la potencia eléctrico, a 500 V la potencia máxima entregable por el inversor es mayor a la máxima motora( 70KW ) y además soporta la corriente máxima de las baterías (200A), luego no habrá problemas de potencia en ninguno de los escenarios, asegurando incluso el de aceleración, El inversor satisface las condiciones de diseño.

El tipo de control que se va a utilizar, como ya se expuso y se explico, será el control vectorial, permite un control preciso y dinámico para los motores a altas velocidades con pérdidas de inductancia muy pequeña. La marca Siemmes lo proporciona y lo programa para su gama de motores. Ficha de características

Power Supply 9-32 V

interface 2xCAN-Bus

Dimensions 154,4x173x52,5 (mm)

Weight 1 Kg

Temperature -40ºC to 85ºC

Tabla 3.120: Características control . Fuente: Siemmens

3.4.1.8 PEDAL DEL ACELERADOR

El acelerador se une a un potenciómetro. Al modificar la posición del pedal se

modifica la resistencia eléctrica, la unidad de control reconoce la diferencia de tensión y utiliza este parámetro para reconocer cuanta energía debe entregar. El control puede suministrar toda la energía, plena carga, o nada, el coche en reposo. El control al leer la señal enciende y apaga el motor con interrupciones de miles de veces por segundo. Por ejemplo, si se tiene pisado un 25% el pedal, el control manda impulsos de energía que mantienen el motor encendido el 25% del tiempo y apagado el otro 75%.

En el control seleccionado, Dico vehicle interface siemmes, los inputs de entrada leen hasta 34 voltios con corriente máxima de 6 mA, con ello la resistencia máxima es 5KΩ, hace falta un potenciómetro con resistencia variable de 0-5k Ω.

El potenciómetro en uso recomendado por Cloud Electric es un Curtis PB-6, cuya resistencia interna variable es 0-5 KΩ.




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3.4.1.9 ESQUEMA DE MONTAJE BATERIAS INVERSOR CONTROL MOTOR TRANSMISIÓN

Figura 3.20: Esquema de montaje de los componentes Fuente: Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel cell

Vehicle

3.5 CABLEADO

Las baterías que alimentan al motor suministran 518,4 Voltios de continua, y el inversor los transforma en 518,4 de alterna, ambas tensiones catalogan al sistema propulsor en el marco de baja tensión. El cableado pertinente para la conexión de los componentes debe estar homologado según cita la norma UNE 20434.

El tipo de cables a emplear será el mismo para las tomas de corriente continua que para las de alterna. El material conductor será Cobre, su resistencia térmica [ 17,274 Ω ..//] es inferior a la del resto de materiales conductores. Para el aislamiento valdrá el Policloruro de vinilo (PVC), este material termoplástico admite una temperatura de funcionamiento de 70ºC pudiendo llegar hasta 160ºC en cortocircuito, más que suficiente para la instalación del vehículo.

Los cables utilizados para la instalación según norma UNE, serán H07VN-F. Este tipo de cables admite tensión aplicada 450/750 V, suficiente para los requerimientos




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dinámicos, aislamiento de policloruro de vinilo y conductor flexible para las conexiones.

3.6 MARCHAS

El vehículo eléctrico tiene dos marchas, y tres posiciones de palanca de cambios, moviéndola a primera posición se circula hacía delante, moviéndola a segunda, marcha atrás, y posición media, parada.

Para conseguir el movimiento marchar atrás basta con invertir el sentido de giro de dos fases de alimentación del motor. El cableado del conmutador se hará en el propio taller de conversión, siguiendo el esquema siguiente.

Figura 3.11: Conexión de las marchas del vehículo. Fuente: Elaboración propia.

M1: Motor eléctrico.

KM1: Posición 1 palanca de cambios.

KM2: Posición 2 palanca de cambios.

FR1:Proteciones térmicas.




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3.7 ESTUDIO DE LAS VIBRACIONES PROCEDENTES DE LA CADENA CINEMÁTICA6

Los componentes que poseen movimiento de rotación en el sistema de la transmisión son fuente de excitación y vibración en el vehículo. La línea de transmisión está formada por el árbol de transmisión, la caja reductora y el diferencial en el eje de transmisión más los palieres. De estos componentes, el arbol de transmisión, a traves de sus juntas, es una de las fuentes principales de vibración. En el conjunto de la transmisión se pueden generar vibraciones por encima de los 25 Hz, como resultado de las vibraciones torsionales a lo largo de todo el tren de transmisión. Sin embargo estas frecuencias normalmente aparecen en la zona de vibraciones normales, es decir por debajo de los 25 Hz.

Las excitaciones que proceden de este tipo de sistemas pueden generarse por dos causas principlaes:

• Desequilibrio de masas en los elementos del arbol de transmisión.

• La aparición de pares secundarios, o momentos, impuestos al tren de la transmisión debido al ángulo formado en las juntas Cardan.

Dado el grado de rigidez de la linea de tracción ( 37.000 Nm/grados) y a causa de las continuas aceleraciones, aparecen variaciones de par con la variación de la velocidad de giro. Dichas variaciones son causa de excitaciones y vibraciones torsionales en la linea de tracción, generando fuerzas de excitación de baja frecuencia sobre el vehículo. Por tanto se debe señalar que la excitación del acoplamiento puede limitarse con el diseño adecuado de la linea de transmisión, manteniendo los ejes paralelos en la salida del arbol de transmisión y el la entrada al eje trasero, como asi se disponen en el modelo serie del opel astra 1,7. Por tanto no hay que modificar la orientación de los ejes





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3.8 ELEMENTOS QUE FUNCIONABAN CON ACCIONAMIENTO MECÁNICO Y QUE REQUIEREN ELEMENTOS AUXILIARES.

Se debe analizar si el sistema de frenos, la dirección asistida y el compresor de aire acondicionado estan accionados mediante correas por el motor térmico o no.

Dirección asistida

El modelo a reconvertir lleva dirección asisida electro-hidráulica, es decir el accionamiento de la bomba esta acoplado a un motor eléctrico de serie y no al motor térmico, por tanto el modelo no requiere de ninguna modificación.

Sistema de frenos

El Opel Astra está asistido por frenos de mando hidráulico de doble circuito en diagonal y cilindro principal asistido por servofreno de depresión. En la parte delantero, frenos de disco ventilados con pinza flotante de simple pistón. En la parte trasera, frenos de disco macizos. Frenos de estacionamiento de mando mecánico por cables actúan en la ruedas traseras. Los vehículos de Opel van equipados con ESP y antipatinaje de serie.

El sistema de frenos del vehículo se basa en los líquidos incompresibles y principio de Pascal. La presión ejercida sobre un punto cualquiera de una masa líquida se transmite íntegramente en todas direcciones. Al ejercer presión sobre el pedal de freno el fluido transmite la presión según la relación de las secciones a las ruedas.

El vehículo reconvertido no precisa de ningún componente más para satisfacer las exigencias de frenada.

Aire acondicionado

El sistema de aire acondicionado, emplea 4 partes básicas; un compresor mecánico impulsado por el motor del vehículo, una válvula de expansión la cual es una restricción hacia donde bombea el compresor y 2 intercambiadores de calor; el evaporador y el condensador. Además, requiere del refrigerante que fluye a través del sistema (R-134A)




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Figura 3.21: Sistema de aire acondicionado.Fuente:Wikipedia

El compresor, movido por las correas de accesorios del motor, es el encargado de hacer funcionar el refrigerante por dentro de las tuberias creando en ellas una presión. Al comprimir el refrigerenate este se calienta por tanto hay que enfriarlo en el condesador para evita una sobrepresión en el circuito.

El condensador lleva incorporado un ventilador electrico con el cual se consigue convección forzada, haciendo que el refrigerante de su interior baje la temperatura y la presión. El siguiente componente que entra en funcionamiento es el presostato, que calcula en todo momento la pesión del circuito haciendo que pegue o suelte el embrague del compresor y tambien haciendo que funcione o deje de funcionar el ventilador del condesador.

• Presion mayor de 12 Bar: Suelta el embrague del compresor y conecta el ventilador.

• Presiones menores de 9 Bar: Ancla el embrague del compresor y desconecta el ventilador.

A continuación el refrigerante pasa por el filtro deshidratador, siendo este el encargado de extraer toda la humedad posible en el refrigerante. Posteriormente pasa a la valvula de expansión que mediante una sonda instalada encima de ella regula el paso de refrigerante al evaporador. Esta función la realiza mediante un orificio tarado el cual se abre o cierra más o menos según la sonda. Esta sonda va instalada en elevaporador y dependiendo de la tempeartura de este, hay mas o menos caudal en la válvula (se estima que el flujo másico medio es de 0,035 kg/s). Al tener una presión de 12 bares en un lado de la válvula y bajar la presión a 4 bares en el otro lado se realializa el cambio de estado del refrigerante de líquido a gas consiguiendo en este momento una temperatura muy




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baja en esta parte del circuito. Este refrigerante pasa finalmente por el evaporador. Dicho componente es atravesado por el aire forzado por el ventilador del habitáculo.

El accionamiento del compresor implica incluir un motor eléctrico sustituto del motor termico. La caracteristica de este motor es:

Aplicando el volumen de control compresor y aplicando el primer principio de la termodinámica para sistemas abiertos:

%39H+ . "|&" K (2 /v %. 'u2"" K' ('2 /v'

El caudal de entrada es igual al caudal de salida y las tuberias son de igual sección por tanto las velocidades son iguales, las cotas geodésicas son tambien iguales y por simplificación en los calculos se considera que la variación de densidad en el refrigerante es insinificante y se asume compresión adiabática.

%39H+ . K % K' K': Entalpia de salida.

v: Cota geodésica de salida.

v': Cota geodésica de entrada.

39H+:Trabajo del compresor.

: Calor disipado .




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A la entrada del compresor llega refrigerante en estado bifásico, vapor más líquido, se asume un título del 70% dado que a la entrada del evaporador la fase es gaseosa por tanto se estima que después del intercambio de calor el producto resultante estará más próxima a la línea de saturación gaseosa que a la líquida. A la salida del compresor la fase es vapor sobrecalentado. Las propiedades termodinámicas del refrigerante en los estados citados son:

Salida del compresor Entalpia ( tablas)

P=12 Bar, T=80ºC 311,39 KJ/Kg

Entrada Compresor Entalpia líquido Entalpia( gas-liquido) Entalpia X=70%

P=4 Bar T=8,91ºC 63,94 KJ/Kg 191,62 KJ/Kg 198,074 KJ/Kg

Tabla 3.21: Propiedades termodinámicas . Fuente: elaboración propia

39H+ . K % K' 4c3

El motor eléctrio acoplado al embrague del compresor debe suministrar una potencia

de 4KW más las perdidas mecánias del embrague, estas perdidas se estiman en un 10% por lo que el motor eléctrico será de 4,5 KW, este motor estara alimentado con las baterias de 24Voltios de serie del vehículo.

El motor acoplado tiene que ser pequeño y poco pesado por lo que se ensambla un motor de corriente continua Brushless DC electric motor 5KW/ 24V.




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CAPÍTULO 4: POSICIONAMIENTO Y SUJECIONES DE LOS

COMPONENTES

4.1 CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD

El vehículo Opel Astra convertido a eléctrico incluye, motor eléctrico, inversor, control , caja reductora, 27 baterías, un motor eléctrico pequeño de corriente continua auxiliar para el accionamiento del compresor de aire acondicionado además de los soportes de sujeción. En el posicionamiento de estos elementos en el vehículo se debe intentar desplazar el centro de gravedad al mejor lugar posible: el punto medio entre las cuatro ruedas y lo más próximo al suelo.

Componente Peso [Kg] Dimensión [mm]

Motor 120 510x245x245

Invesor 30 411x454x183

Control vectorial 1 154,4x173x52,5

Batería 14,9 269x148x261

Reductora 50 Kg

Vehículo vacío 933,06 -

Tabla 4.1: Pesos y dimensiones de los componentes sensible. Fuente: Elaboración propia

Los efectos de el motor eléctricos auxiliar y los soportes de sujeción sobre el centro de gravedad se desprecian puesto que los tamaños y pesos de los componentes principales del Kit ( motor, inversor y sobre todo baterías) son dominantes. Por simplificación se consideran que todos los elementos tienen distribución de masa homogénea a lo largo de su volumen, lo que implica poder considerar masa puntual y centro de gravedad el centro geométrico de cada componente. Las dimensiones del modelo a convertir se muestran a continuación.




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Figura 4.1: Cotas Opel Astra 1.7 año 2004. Fuente: OPEL

Inicialmente el centro de gravedad se sitúa a 967 mm del eje delantero, 1647 mm del eje trasero y 500 mm de altura.

Para colocar los componentes de la conversión, se aprovechan los huecos vacíos del coche. Se incluye un primer paquete de baterías debajo de los asientos traseros, donde se dispone de un espació de 1384 mm de ancho, 277 mm de alto y un largo de aproximadamente de 400 mm, en este hueco se adosan 8 baterías dejando entre ellas un espacio de 28,57 mm para disminuir la trasferencia de calor, debajo de los asientos del piloto y el copiloto se cuenta con 439,33 mm de ancho, 400 mm de largo y 269 mm de alto, en cada uno de los dos asientos se meten 2 baterías con separación de 143 mm, otro espacio vacío susceptible de ser utilizado es el maletero, su volumen es 380 l , y dimensiones: 335,861 mm de alto, 817,5 mm de largo y 1384 mm de ancho, en esta cavidad se empotran 8 baterías con distancia 28,57 mm, no es aconsejable suturan las zona trasera del vehículo de baterías por dos razones:

• El centro de gravedad se aproximaría demasiado al eje trasero

• En caso de impacto, las aceleraciones de inercia empujarían las baterías hacia los ocupantes




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habiendo incluido 20 baterías, el centro de gravedad se desplaza 334,780 mm de la posición inicial: ( se toma origen de coordenadas el centro de gravedad primitivo y se posicionan los eje x, dirección de batalla y z, altura).

∑∑ 119,2 1647 29,8 2 1647 316 870 134119,2 119,2 29,8 29,8 933,06 334,780

: masa del paquete de baterías

x: Distancia del centro de gravedad del paquete de baterías al origen de coordenada

Para equilibrar el centro de gravedad el resto de componentes tienen que implantarse en el hueco del vano motor:

Figura 4.2: Espacio operativo del vano motor Opel Astra 1.7 Cdti. Fuente: Opel

El motor eléctrico, que irá unido al inversor la reductora y control ocupan la antigua posición del motor de combustión y la transmisión, paralela al eje motor, las dimensiones del sistema de propulsión térmico son inferiores en 277mm a las del acoplamiento eléctrico, motor –reductora mas inversor, pero como se ve en la figura 4.2, se puede aprovechar el hueco que libera el filtro del aire con lo que no hay problema de espacio para el acoplamiento eléctrico, Por último el paquete de 7 baterías se posiciona en el extremo del vano motor junto a la toma de refrigeración lo más bajo posible. El centro de gravedad se desplazada 106,1 mm hacia el eje trasero con respecto a la posición inicial.

2 119,2 1647 29,8 2 507 200 722 104,3 1350,5119,2 119,2 29,8 29,8 933,06 200 104,3 106,1




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120

La posición en altura del centro de gravedad es: (cambiando el sistema de referencia situado ahora a la altura del piso).

500 933,06 282,8 340.5 119,2 762,5 200 316119,2 119,2 29,8 29,8 933,06 200 104,3 456,7

El modelo eléctrico tiene el centro de gravedad 43,4 mm más bajo, lo que proporciona un mejor agarre en carretera sin comprometer la calidad de la conducción.

Con la nueva distribución de pesos : eje delantero 51,52% eje trasero 48,478%, no hay tampoco problema de deslizamiento en ninguno de los escenarios de diseños, Pendiente máxima, Velocidad máxima, Aceleración. Por tanto la situación de los componentes del Kit de recambio es aceptable.

Figura 4.3 Posición del centro de gravedad y elementos del vehiculo. Fuente: Elaboración propia




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4.2 SUSPENSIÓN

Al tener más peso en el vehículo y el balance de masas diferente al inicial se podría dar el caso de que hubiera problemas en la suspensión del vehículo. Por este motivo se estudia la suspensión del eje delantero, por ser la más cargada y llevar la suspensión más sencilla, McPherson. Para más información ver anexos.

Figura 4.4 Suspensión McPherson. Fuente Universidad tecnológica de Colombia.

Dispositivo Rigidez ( KN/M) Amortiguación (kg/s)

Llanta 127,2 0

Resorte 18,709 0

Amortiguador 0 1300

Tabla 4.2: Parámetros de la rigidez y amortiguamiento de la suspensión. Fuente Universidad tecnológica de

Colombia.

El modelo matemático de la suspensión se representa de la siguiente manera: una masa que es la masa suspendida de un cuarto de vehículo; y una masa que está constituida por la masa de la llanta, amortiguador, resorte y tijera; constante , constante del resorte; constante , coeficiente de amortiguación viscoso del amortiguador; constante , constante del resorte para la llanta; constante , coeficiente de amortiguación viscoso de la llanta.




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! " #! #" $! $" Con motor ter. 998,475 35 18,709 127,2 1300 10

Con Motor elec 465,318 35 18,709 127,2 1300 10

Tabla 4.3: Comparación de los parámetros de la suspensión. Fuente Elaboración propia

Figura 4.5 modelo de la suspensión. Fuente Universidad tecnológica de Colombia.

Para conocer el desplazamiento estático de la suspensión basta con aplicar la segunda ley de Newton, la fuerza del amortiguador es proporcionar a la velocidad de la masa por tanto no tendrá impacto en la determinación del desplazamiento. La formulación resultante es:

% & % & &

: Compresión del muelle del resorte.

: Comprensión del muelle de la llanta.

(! [m] (" [m] Con motor ter. 0,209 0,033

Con Motor elec 0,244 0,039

Tabla 4.4: Desplazamiento de la suspensión. Fuente Elaboración.

El desplazamiento estático del vehículo reconvertido resulta muy similar al modelo inicial con motor térmico.




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Otro aspecto a tener en cuenta en la suspensión en su comportamiento ante las vibraciones, y su conocimiento de las frecuencias de resonancia.

Para el estudio de las vibraciones se utiliza la teoría de Lagrange, que permite obtener las ecuaciones del movimiento sin utilizar las notaciones de fuerza.

Por definición, la ecuación de Lagrange se formula:

))* + ,-,./0 1 ,-,. 2 -: diferencia entre la energía cinética y potencial

.: Coordenada libre

2: Esfuerzo aplicado sobre la coordenada libre

Reemplazando el lagrangiano por T-U y sabiendo que la energía potencial depende solamente de las coordenadas libres . y no de sus derivadas:

))* +,3,./0 1 ,3,. ,4,. 2 3:Energía cinética

4: Energía potencial

En el caso de que el sistema tuviera disipación energética 5, como es el caso de la supensión McPherson, se debe incluir un nuevo término a la ecuación:

))* +,3,./0 1 ,3,. ,4,. ,5,./0 2 La ecuación diferencial que modela el comportamiento ante la vibración de la

suspensión:

3 1260 1260 4 126 126 6 5 1260 12 60

67 60 6 6 089:;9<ó=1

67 60 6 6 089:;9<ó=2




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> 00 ? >6767 ? > 00 ? >606? > ? @66A @00A

La frecuencia natural de los muelle son menores a la de los amortiguadores, por tanto los cálculos se simplifican a la determinación de las frecuencias de resonancia del los resortes, este cálculo supone obviar la presencia de los amortiguadores viscosos de la suspensión, resultando una ecuación:

> 00 ? >6767 ? > ? @66A @00A BCDB6D B&DB6D 07

El sistema está sometido a vibración libre, es decir sin fuerza de excitación exterior por tanto si se desplazaran las dos masas de sus posiciones de equilibrio el sistema retornaría a la posición inicial.

Para el cálculo de las pulsaciones propias basta con resolver el determinante:

detHBCD B&D > H H?=0

detHBCD B&D H H 0

Las frecuencias propias son:

I! [Hz] I" [Hz] Con motor ter. 9,577 1,243

Con Motor elec 9,58 1,150

Tabla 4.5: frecuencia de resonancia de la suspensión. Fuente Elaboración

Las frecuencias propias en ambos vehículos son prácticamente iguales. Habiendo comparado el desplazamiento estático y los valores de resonancia se finaliza diciendo que no hay que modificar nada en la suspensión.

• Ni riguidez

• Ni amortiguamiento




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4.3 SUJECIONES DE LOS COMPONENTES

Las baterías, motor eléctrico, reductora… incluidos en el proceso de conversión deben estar anclados a la correcería del vehículo para evitar que salgan despedidos y supongan un riesgo para el resto de coches.

Los soportes de sujeción contrarrestan las fuerzas de inercias que sufre el motor y baterías, cuando el vehículo acelera o decelera. Estas aceleraciones son máximas cuando se produce una colisión.

En la Norma Europea 1317, que determina los niveles de protección para garantizar la seguridad en caso de impacto, se define el parámetro ASI (Acceleratión Severity Index) para medir la severidad del impacto. Este coeficiente adimensional se obtiene a partir de las aceleraciones que experimenta el vehículo durante el impacto. Se define por la siguiente ecuación:

JKL M>+;NOOO;NP1? QR;SOOO;SPTU

>+;VOOO;VP1?

Donde ;SOOO,;NOOO, ;VOOO, son los componentes de aceleración media del vehículo medidas

en su centro de gravedad a lo largo de un intervalo δ=50 ms desde que se produce el impacto, y ;NP, ;SP,;VP, corresponden a los valores límite de aceleración en los tres ejes.

Estos valores son 12%, 9%, 10%, para la dirección longitudinal (x), lateral (y), y vertical (z).

Puesto que únicamente se utilizan aceleraciones del vehículo, para el cálculo del ASI se asume intrínsecamente que las baterías y el motor están continuamente en contacto con el vehículo, lo cual se logra por medio de los soportes. Para referirse al nivel de gravedad del choque, actualmente se distinguen tres clase: A,B,C. Cada clase corresponde a una serie de valores ASI que, cuanto más elevados son, más devastador es el choque

Nivel de gravedad del choque Índice ASI

Clase A ≤ 1.0

Clase B ≤ 1,4

Clase C ≤ 1,9

Tabla 4.6: Categorías ASI. Fuente: Norma Europea




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Para dimensionar la sujeción y el anclaje se utiliza la categoría más alta, clase C, que es el impacto más severo y fuerte. El valor de las aceleraciones medias son:

;NOOO JKL ;NP 233,440/X ;SOOO JKL ;SP 166,5/X JKL: 1,9

;NP: 12%

;SP: 9%

4.3.1 SUJECIÓN DE LAS BATERÍAS

Las baterías se han distribuido a lo largo de los espacios libres del vehículo en paquetes de 8 y 2 unidades, cada paquete irá encastrado entre dos pórticos, las baterías descansan en el dintel y la sujeción se hace por el pilar al chasis mediante pernos. Para evitar el desplazamiento lateral de las baterías se suplementa los pórticos con plata-bandas.

Figura 4.6: Alzado y perfil de las sujeciones. Fuente: Elaboración propia




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La aceleración del vehículo en la colisión, trasera, delantero, lateral, imprime una fuerza de inercia a cada batería de valor:

Y Z;/[

Y: Fuerza de inercia.

;NP: Aceleración del vehículo en la colisión

Z: Masa de las baterías.

También existe fuerza de inercia sobre cada elemento diferencial del soporte de diseño, pero la masa se considera despreciable en los cálculos por lo que no impacta en la determinación.

Estas fuerzas de inercias se traducen en esfuerzos de flexión simple sobre los dinteles de las vigas y flexión compuesta sobre los pilares, por tanto para su dimensionamiento se recurre a la ley de Navier.

Para la utilización de este método se admiten las hipótesis siguientes:

• El sólido en flexión se mantiene dentro de los límites de elasticidad proporcional.

• Las secciones planas antes de la deformación siguen siendo planas después de la deformación ( hipótesis de Bernoulli).

Una consecuencia inmediata que se traduce de las hipótesis establecidas es que en las secciones no existen tensiones tangenciales, en cualquier punto del dintel-pórtico el ángulo inicialmente recto formado por la fibra longitudinal y la sección recta siguen siendo recto después de la deformación. La tensión normal σ en virtud de Hooke, es una función lineal de x e y

\ ; ]6 9 Siendo ;, ], 9 constantes, estando esta ecuación referida al sistema usual de

coordenadas, es decir ejes principales de inercia de la sección en el centro de gravedad que será el origen.

El sistema de fuerzas engendradas por las tensiones \ tienen que ser tal que su resultante sea nula y su momento respecto al centro de gravedad de la sección, igual y opuesto al momento flector en la sección.

^\)6) 0

^\6)6) C_




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^\)6) 0

;^\)6) ]^\6)6) 9^\)6) 0

De aquí se obtiene directamente ; 0, ya que las dos últimas integrales son los momentos estáticos de la sección respecto a los ejes coordenados, que se anulan, por pasar por el centro de gravedad.

De la segunda:

]^6 ))6 9^6)6) C_

Se obtiene:

] C_LV

Ya que la segunda integral es el producto de inercia respecto a ejes principales y por tanto es nulo. Sustituyendo las constantes en la ecuación lineal de la tensión:

\ C_LV 689:;9<ó=1

Si la sección tuviera además de cortante y flector , esfuerzo normal la tensión sería:

\ J C_LV 689:;9<ó=2

Para los cálculos del dimensionamiento hay que comparar los valores del pórtico con los valores admisibles para el material

\ a \bcK 89:;9<ó=3

C_: Momento flector en la sección.

LV: Momento de inercia respecto al eje z.

\bc: Tensión máxima admitida por el material.

\: Tensión en la sección.

K: Coeficiente de seguridad.




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Los pernos que clavan el soporte al chasis atraviesen perpendicularmente al pilar por lo que trabajan a cortante, este cortante distribuye una tensión de cizalladura a lo largo de la sección del tornillo de acuerdo a la ley de Colignon.

d 3]LV

3: Esfuerzo cortante.

]: Diámetro del perno.

: Momento estático de sección.

LV: Momento de inercia respecto al eje z.

La primera consecuencia que se deduce de esta fórmula es que las tensiones tangenciales son nulas en los puntos superiores e inferior de la sección ya que para ambos puntos el momento estático es nulo, por tanto las tensiones tangenciales de los pernos no tienen reacción en el pilar.

La distribución del cortante para la sección del perno, ( sección circular) es:

El momento estático es:

e ]6)6 2e 6f5 6)6gS

hS 23 5 6i/

El momento de inercia:

LV j5k4

Sustituyendo en la fórmula de Colignon:

d 433K 5 65

El diagrama de tensiones tangenciales según la altura de la sección es una parábola. La tensión tangencial máxima se representa en la fibra neutra ( y=0).

dclN 433K a dbcK 89:;9<ó=4




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

130

4.3.1.1 SOPORTE PARA LOS PAQUETES DE 8 BATERÍAS

El paquete de baterías se apoya sobre los dinteles de longitud 1384 mm en los casos de aceleración y deceleración, la aceleración máxima será en colisión con un valor máximo de 233,440/X, que hace soportar a la estructura una fuerza de:

Y Z;/[ 26634,048`

Z: 8 14,9 119,2&%

;/[ := 233,440 /X La separación entre las baterías es de 28,57 mm, muy inferior a la longitud total, por

lo que es válida la aproximación de considerar que la carga se distribuye uniformemente

sobre el dintel ( . mnnik,iiko 19965,553`/). El perno, (en el dibujo representados

por la línea roja), impiden en ese punto ángulo de giro y desplazamiento, así que el pórtico está sustentado mediante bi-empotramientos.

Los nodos del pórtico son intraslacionales, lo que se asegura con el soporte adicional incluido en la separación, y además cumplen una segunda condición, conservación de ángulos.

El ángulo girado para una viga:

)Ø CV8LV )X CV8LV f1 60 ) CV8LV )

La ecuación de momentos para la viga bi-apoyada:

CV C . 2 .-2




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

131

e )Ø e C . 2 pq8LVrr/

Øst )

Øq Øu .-248LV C-28L La ecuación de momentos para el pilar:

CV C 3C2-

e )Ø e C 3C2- 8LVrt

Øvt )

Øq C-48L Con la condición de ángulos girados iguales se obtiene el par en los extremos:

.-248LV C-28L C-48L C .-18

Aplicando sumatorio de momentos igual a cero y sumatorio de fuerzas igual a cero en los apoyos del pilar y dintel se obtienen las reacciones de los soportes

Dintel:

wYS pq pu .-

Pilar:

wYS px py 0

wCV C px- Cz 0




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__________________________________________________________________________

132

El valor de las reacciones:

Reacción Valor

pq ./2

pu ./2

px 3C/2 py 3C/2 Cz C/2

Tabla 4.7: Reacciones en el pórtico. Fuente: Elaboración propia

Dintel:

El dintel trabaja a flexión simple, por tanto el punto más desfavorable es aquel que soporte mayor momento flector:

)CV) -2 0

El punto de mayor momento flector es el punto medio del listón y de valor:

CV 10.-144

El momento flector en las fibras de la sección comprime los puntos por encima de la fibra neutra y estira los inferiores a tensión máxima de:

\ CVLV 62 10.-

24]| Pilar:

El pilar trabaja a flexión compuesta, es decir además del momento flector actúa un esfuerzo normal sobre la sección de la viga, este esfuerzo normal es constante a lo largo del pilar.

)CV) 0 El punto de mayor momento flector es el extremo del pilar unido al dintel:

CV .-18

A la compresión-tracción que provoca el flector sombre las fibras de la cara hay que añadir la compresión de la fuerza normal.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

133

\ J C_LV 6 .-2- 3|6]| La parte más desfavorable de la viga, es la unión del pilar con el dintel, sección

sobre la que se dimensiona la geometría de los soportes

\ J C_LV 6 .-2- 3|6]| a \bcK El coeficiente de seguridad recomendado por el Código Técnico de la Edificación,

para ampliar la carga y considerar los esfuerzos a fatiga es 1,5

~~ BD CS BD B D B B D Aluminio 2048 457 1,5 19965,55 1384 45 ≥ 36,3

Aluminio 3003-414 150 1,5 19965,55 1384 45 ≥ 63,1

Fundición dúctil 461 1,5 19965,55 1384 45 ≥ 36

Acero dulce 400 1,5 19965,55 1384 45 ≥ 38,6

Tabla 4.8: Dimensiones de la estructura. Fuente: Elaboración propia

El material de los soportes será de fundición dúctil, de ancho 37 mm, la fundición dúctil tiene además buena plasticidad y capacidad para absorber energía mecánica, tiene alta durabilidad en sistemas sometidos a esfuerzos estáticos y dinámicos (aceleraciones) y por ultimo tiene capacidad para liberar tensiones internas con el tiempo.

4.3.1.2 SUJECIÓN DEL SOPORTE DEL PAQUETE DE 8 BATERÍAS

Los dos soportes iguales que empotran a las baterías irán sujetos a la carrocería del vehículo mediante tornillos de acero A 10t de límite a rotura 12000 Kg/cm,

dlcZb dbcK 40000%/9 dbc : [criterio Tresca]

K: 1,5

La tensión tangencial máxima se presenta en la fibra neutra ( y=0).

dclN 433K a dbcK




___________________________________________________________________________________________

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134

5 M 433j dlcZb 11,88

3: Esfuerzo normal del pilar: 13317,024 N

Para anclar los pórticos se usan 1 tornillo de acero A 10t M24 por cada pilar. Se descarta la posibilidad del que el pilar desgarre por la acción de fuerza normal en el punto de unión por el tornillo, ya que la fuerza normal que sufren las fibras de la cara en contacto con la unión son inferiores a la de dimensionamiento de la anchura del pórtico, se garantiza por tanto la fijación del soporte al vehículo.

Longitud del pilar

Los pilares soportan esfuerzos axiales por lo que podría darse el caso de pandeo en la viga. La formula de Euler ofrece la carga critica de compresión que una columna es capaz de soporta antes de pandear.

h j8L

8: Modulo de Young del material.

I: Momento de inercia.

: longitud de pandeo.

La longitud de pandeo depende de la longitud de la viga y del tipo de enlaces, para el caso de diseño:

La longitud de pandeo equivale a 0,7L, y la longitud del pilar:

- a j8L0,7 h 48

8: 17 10t`/ h: 13317,024`

L: 1,899 10i




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

135

La longitud del pilar será de 70 mm asegurándose así que no pandea para la solicitación de fuerza más alta.

4.3.1.3 SOPORTE PARA LOS PAQUETES DE 2 BATERÍAS

Las dos baterías se apoyan en los impactos frontales sobre los dinteles de lo estructura sustentadora, las baterías ocupan el 82% de la longitud del dintel luego también es válida la aproximación de que las baterías ocupan todo el largo de la viga. En este caso la fuerza de inercia a compensar es:

Y Z;/[ 6956,512`

Z: 2 14,9 29,8&%

;/[ := 233,440 /X Aplicando la aproximación, la carga uniformemente distribuida,. mnn,t,ki o 15.486,26 c. La formulación para este soporte ya se ha deducido en el apartado anterior, paquete

de 8 baterías, con lo que la formulación a satisfacer es:

\ J C_LV 6 .-2- 3|6]| a \bcK El coeficiente de seguridad recomendado por el Código Técnico de la Edificación,

para ampliar la carga y considerar los esfuerzos a fatiga es 1,5

~~ BD CS BD B D B D B D Aluminio 2048 457 1,5 15486,26 439,333 45 ≥ 9,5

Aluminio 3003-414 150 1,5 15486,26 439,333 45 ≥ 16,6

Fundición dúctil 461 1,5 15486,26 439,333 45 ≥ 9,4

Acero dulce 400 1,5 15486,26 439,333 45 ≥ 10,1

Tabla 4.9: Dimensiones de la estructura. Fuente: Elaboración propia

El material seleccionado para el soporte del paquete de 2 baterías, es Aluminio 2048, espesor 10 mm, Este materias es más ligero que el resto y la conductividad mayor, luego la disipación térmica es favorable para la eficiencia del trabajo de las baterías




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__________________________________________________________________________

136

4.3.1.4 SUJECIÓN DEL SOPORTE DEL PAQUETE DE 2 BATERÍAS

Los dos soportes iguales que empotran a las baterías irán sujetos a la carrocería del vehículo mediante tornillos de acero A 10t de límite a rotura 12000 Kg/cm,

dlcZb dbcK 40000%/9

dbc : [criterio Tresca]

K: 1,5

La tensión tangencial máxima se presenta en la fibra neutra ( y=0).

dclN 433K a dbcK 5 M 433j dlcZb 1,92

3: Esfuerzo normal del pilar: 3.478,256 N

Para anclar los pórticos se usan 1 tornillo de acero A 10t M5 por cada pilar. Se descarta la posibilidad de que el pilar desgarre por la acción de fuerza normal en el punto de unión por el tornillo, ya que la fuerza normal que sufren las fibras de la cara en contacto con la unión son inferiores a la de dimensionamiento de la anchura del pórtico, se garantiza por tanto la fijación del soporte al vehículo.

Longitud del pilar

Los pilares soportan esfuerzos axiales por lo que podría darse el caso de pandeo en la viga. La formula de Euler ofrece la carga critica de compresión que una columna es capaz de soporta antes de pandear.

h j8L

8: Modulo de Young del material.

I: Momento de inercia.

: longitud de pandeo.

La longitud de pandeo depende de la longitud de la viga y del tipo de enlaces, para el caso de diseño:




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

137

La longitud de pandeo equivale a 0,7L, y la longitud del pilar:

- a j8L0,7 h 91,603

8: 17 10t`/ h: 3.478,256`

L: 1,899 10i La longitud del pilar será de 70 mm asegurándose así que no pandea para la

solicitación de fuerza más alta.

4.3.2 PLATA-BANDAS

Las plata-bandas suplementadas a los pórticos garantizan que en choques laterales las baterías no se desplacen. Cada plata-banda soporta la fuerza de inercia de una batería:

Y Z;/[ 2946,942`

Z: 14,9

;/[ := 167,58 /X Esta fuerza se distribuye uniformemente a lo largo del soporte (. 2946,942/0,269 10955,175`/).

Las platas-bandas están fijas a los dinteles de los soportes laterales mediante unión atornillada. Su comportamiento estático es el de una viga bi.-empotrada.




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138

El diagrama de cortantes del apoyo:

El diagrama de flectores: CV N

El valor de las reacciones en los empotramientos:

Reacción Valor

pq ./2

pu ./2

Cq .-/12

Cu .-/12

Ch .-/24

Tabla 4.10: Reacciones en la plata-banda. Fuente: Elaboración propia

La sección más desfavorable, son los extremos unidos a los dinteles. La plata banda trabaja a flexión simple:

\ CVLV 62 .-

2]| a\bcK

~~ BD CS BD B D B D B D Aluminio 2048 457 1,5 10955,175 269 45 ≥ 5,37

Aluminio 3003-414 150 1,5 10955,175 269 45 ≥ 9,38

Fundición dúctil 461 1,5 10955,175 269 45 ≥ 5,35

Acero dulce 400 1,5 10955,175 269 45 ≥ 5,74

Tabla 4.11: Dimensiones de las platas bandas. Fuente: Elaboración propia




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139

El material seleccionado para las platas bandas es Aluminio 2048, espesor 7 mm, la constante conductiva del aluminio es mayor que la del resto de materiales estudiados, luego permitirá que la temperatura de las batería sea inferior y por tanto la caída de tensión sea menor y así ganar eficiencia.

4.3.2.1 SUJECIÓN DE LAS PLATA-BANDAS

Las plata-bandas están unidas a los dinteles laterales mediante un tornillo por dintel de acero A 10t de límite a rotura 12000 Kg/9,

dlcZb dbcK 40000%/9

dbc : criterio de Tresca

K: 1,5

La tensión tangencial máxima se representa en la fibra neutra ( y=0).

dclN 433K a dbcK 5 M 433j dlcZb 1,25

3: Esfuerzo normal del pilar: 1473,471 N

Para anclar las platas-bandas se usan 1 tornillo de acero A 10t M3 por cada dintel. Se comprueba también que este cortante en plata-bandas y normal en los dinteles es inferior a la tensión admisible por el pórtico.

\ J 884.965,568; \lcZb `: 1473,471 N

A: Área de la sección del dintel : 0,002 \lcZb:461.000.000 Pa




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140

4.3 FABRICACIÓN DE LOS SOPORTES DE LAS BATERÍAS

La fabricación propuesta para esta pieza consta de dos procesos que serán realizados en la propia empresa.

1. Fundición en arena para conseguir la estructura principal. 2. Mecanizado por arranque de viruta de taladrado y roscado.

Se seleccionan estos procesos debido a la escala de producción estimada y al bajo coste de los mismos.

Se utiliza una máquina de moldeado por presión para compactar la arena. Esta máquina consta de un cabezal con el modelo a reproducir.

Hay que tener en cuenta que para controlar el proceso de solidificación del material fundido hay que añadir al sistema de colada dos pequeñas mazarotas en los extremos de la pieza.

Para el proceso de mecanizado basta con una fresadora vertical convencional o una taladradora, que también tendrá el taller. La métrica de los taladros superiores M24 y el de los inferiores M3.




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141

4.4 SOPORTE MOTOR- REDUCTORA INVERSOR Y CONTROL

Los soportes para el grupo propulsor se pedirán por encargo, existen multitud de empresas dedicada a la confección de sujeciones a medida, como por ejemplo: Rosta, Challenge, Lovejoy, Simrit, Sit o Weitner entre otras.

La empresa que fabricará las sujeciones y proporcionará los anclajes será Rosta, puesto que los precios de los soportes catalogados son los más económicos.

El soporte demandado se pondrá a la altura del eje delantero, y estará diseñado para absorber las vibraciones de 50 Hz del motor con un tamaño de largo no superior a 800 mm ( longitud del vano motor destinado al motor-reductora-inversor-control), el anclaje solicitado será mediante pernos al chasis del vehículo.




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142




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143

CAPÍTULO 5: RECARGA DE LAS BATERÍAS

5.1 MODOS DE REPOSTAJE

La recarga de la baterías se puede hacer por tres métodos diferentes

• Carga conductiva.

• Carga inductiva.

• Sustitución de baterías.

La carga conductiva es la más extendida, regularizada, sencilla y barata que existe

actualmente, la carga inductiva a pesar de ser la forma más cómoda, puesto que no se

necesita medios de conexión, su marco regulatorio aún no está definido, aún existen

varios proyectos pilotos para abaratar y facilitar la instalación, y su eficiencia es baja,

por último, el método de sustitución de baterías genera desconfianza y escepticismo a

día de hoy, por tanto el método de carga empleado será: el método Conductivo carga lenta monofásica. La carga semi-rápida y rápida no es viable porque se necesita

ampliación de la potencia instalada en las viviendas y una adaptación de la red eléctrica,

además la carga rápida necesitaría de un rectificador adicional para convertir la

corriente continua en alterna.

En la actualidad, todos los agentes involucrados en la expansión del vehículo

eléctrico, trabajan especialmente en el desarrollo y sobre todo la estandarización de

dispositivos en los modos de recarga conductivo. ( lento, semi-rapido y rápido).

El método de conductivo es el predominante en la etapa inicial de integración de los

vehículos eléctricos. Esto ha llevado a que el marco regulatorio de la carga conductiva

esté más desarrollado en las diferentes organizaciones de normalización.

De acuerdo a la norma UNE-61851, para recarga conductiva de vehículo eléctrico, la

cual puede consultarse en anexos. Se propone como método de carga el modo 1.

Tal y como se explica en la norma, se cita textualmente: Este modo de carga, se

realiza la conexión a lado de la corriente alterna, utilizando tomas de corriente

normalizadas de hasta 16A en el lado de alimentación monofásica o trifásica. Se utilizan

los conductores de fase, neutro y conductor de toma de tierra para protección. Para

permitir este modo de carga se debe contar con la presencia de un dispositivo de

corriente residual (DCR) en el lado de alimentación, cuya función es la protección de

los equipos.




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144

Figura 5.1 modo 1 para la recarga de baterías. Fuente: Norma UNE-61851

Este método de recarga es apto en domicilios y por tanto aprovechable la conexión

eléctrica domestica.

El cargador de las baterías puede ir acoplado a bordo del vehículo o ser un sistema

externo unido a SAVE1, por motivos de pesos y espacio el cargador de la baterías se

unirá al SAVE .

Los puntos de recarga de las baterías pueden ser: Según especifica la norma UNE-

61851 de dos tipos:

• Toma de carga

• Punto de instalación doméstica.

Figura 5.2: Conexión de un VE a una c.a, caso 1 utilizando cable de alimentación. Fuente: Norma UNE-

61851

1 Sistema de alimentación del VE. Incluye los conductores fase, neutro y de toma de tierra de

protección, los acoplamientos clavijas de sujeción y todos los demás accesorios, dispositivos, enchufes de

salida de potencia y los cableados del edificio al vehículo eléctrico




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145

Se selecciona como punto de recarga las clavijas de instalación domestica. Para esta

carga lenta se tiene una potencia de 3,7KW, un voltaje de 230V y un consumo de

intensidad de 16A. Con este tipo de recarga se necesitan para reponer el paquete de

baterías del vehículo 7,7 horas.

5.2 IMPACTO EN LA RED

En mejor de los escenarios de recarga es aprovechar los horas de valle de demanda

para no saturar la red eléctrica y conseguir un precio más bajo de la electricidad.

Con la tarifa de discriminación horaria de dos franjas, fuente BOE, recargar un

coche durante la noche entre las 22 y las 12 horas, costaba 0,067697 euros/KWh más el

18% de IVA. Ahora con la tarifa de discriminación horaria de tres franjas, en la franja

super-valle entre las 1 y las 7 horas, el precio del KWh es de 0,055744 euros, esta nueva

tarifa es aplicable desde el 1 de octubre de 2012 a los vehículos eléctricos. El

inconveniente de esta tarifa es que se encarece el precio del Kwh en las horas de tarifa

valle, entre las 22 y 1 horas, y entre las 7 y las 12 horas, es decir hay seis horas para

recargar las baterías del vehículo eléctrico más baratas que antes, pero ocho horas más

caras. El KWh en franja valle no reducida se queda en 0,080880 euros más el 18% de

IVA.Por tanto el coste de recarga del vehículo eléctrico sería a un DOD del 80% de 2,563 euros

El objetivo que se pretende con el uso del vehículo eléctrico a nivel energéticos es

una curva de demanda plana, como puede verse en la figura 5.4. Aunque para ello será

necesario el uso de sistemas de gestión inteligente y medidas para reforzar la recarga en

horas valle. De este modo se consigue maximizar el beneficio de las energías renovables

hasta conseguir aprovechar al máximo los recursos naturales.

Figura 5.3 Recarga lenta horas valle. Fuente: Universidad de Zaragoza.




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146

Figura 5.4 Curva de demanda deseable. Fuente: Universidad de Zaragoza.

5.3 CONECTORES

El tipo de conector es el enchufe para la conexión de la recarga del vehículo

eléctrico. Existen distintas marcas y modelos que presentan distintas configuraciones de

número de entradas y para las comunicaciones con el vehículo eléctrico. No hay

estandarización, los más comunes son: el enchufe domestico sin comunicaciones,

enchufe con tres 3 entradass ( tierra, fase, neutro) y 2 pins para comunicaciones, y

enchufe con 5 entrdas ( tierra, tres fases y neutro) y 2 pins para comunicaciones.

Por simplicidad se recomendará el enchufe domestico Schuko para el sistema de

alimentación y el contacto SAE J1772, con 3 entradas, para el recargador y el vehículo.

5.4 INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA REQUERIDA

La instalación de paneles fotovoltaicos no pretende recargar el 100% de la batería

diariamente, de ser así la cantidad de células a instalar sería sumamente elevado, sino

reponer el consumo diario estimado.

De acuerdo a las premisas de ANIACAM la distancia media recorrida en una jornada

típica de trabajo son 35 Km. Tan solo en casos excepcionales los vehículos se deslazan

distancias mayores.

El consumo del vehículo Opel Astra consume 4,77 KWh para recorrer 35Km. esto

implica que solo se consume el 16,66% de las baterías.




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147

Para calcular la instalación de paneles solares fotovoltaicos se deben conocer, a partir

de los valores estadísticos de la zona, el valor de la irradiación solar diaria media en

superficie inclinada / del lugar. Para ello se hace uso de la base de

datos del Instituto Nacional de Meteorología

El taller se va a situar en Madrid, por tanto se prevé a priori que los usuarios de los

vehículos eléctricos vivan en la misma ciudad, así pues la altitud considerada es 41º.

Los resultados mensuales medidos se recogen en la siguiente tabla.

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Sept Oct Nov Dic

2.0 2,9 4,3 5,4 6,5 7,3 7,6 6,7 5,3 3,6 2,4 1,8

Tabla 4.1: Valor de H en Madrid. Fuente: Instituto nacional de meteorología.

En el mercado se pueden comprar paneles solares de muy diversas potencias: 50,

100, 150W, según la demanda de energía que se precise. Así mismo hay paneles de

diversas calidades, según las celdas cristalinas de silicio semiconductor de las que estén

formados sean policristalinas ( menos eficientes pera más baratas), monocristalinas ( las

más eficientes y caras), o amorfas ( poco eficientes pero más baratas). En el caso de estudio se opta al igual que se hace en el proyecto base de

Implantación de vehículos eléctricos en Vigo, por la mejor calidad y alta potencia, se

elegirán paneles fotovoltaicos Isofotón ISF-230, de 230 W de potencia máxima (pico) y

37 V nominales de tensión, formados por 60 celdas monocristalinas en serie. Las

dimensiones de cada panel son 1.667 x 994 x 45 mm. Al elegir los paneles solares con

mayor potencia de pico, se reduce el número de células necesarias para la recarga.

ISF-230

Potencia eléctrica máxima 230 W

Tensión en circuito abierto 37 V

Tensión en el punto de máxima potencia 29,7 V

Corriente de cortocircuito 8,3 A

Corriente en el punto de máxima potencia 7,75 A

Eficiencia 13,9 %

Tolerancia de potencia 3%

Tabla 4.2 Características panel fotovoltaico de 230 Wp. Fuente: Implantación de vehículos eléctricos en Vigo.




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148

5.4.1 DIMENSIONADO

La H más desfavorable en la zona seleccionada es 1,8 / (mes de

diciembre).

Las pérdidas asociadas a la instalación:

• kb: Pérdidas por rendimiento de las baterías (energía no devuelta por las

baterías) .

• ka : Coeficiente de pérdidas por autodescarga diaria de las baterías .

• kc : Coeficiente de pérdidas por rendimiento del inversor.

• kv : Coeficiente de pérdidas varias (efecto Joule, etc.) .

Rendimiento global:

1 1

Los valores habituales de los coeficientes de pérdidas son:

Coeficiente de Pérdidas Rango Práctico

kb 0,00-0,20

ka 0,001-0,020

kc 0,0-0,4

kv 0,0-0,20

Tabla 4.3 Coeficientes de pérdidas. Fuente: Universidad Pontificia de Comillas ( ICAI)

La energía a entregar a las baterías (E) vendrá dada por:

/

Rendimiento global:

1 1 0,58

La energía que le llega al grupo de baterías debe ser por lo tanto:

/ 8,22

: 4,55 KWh




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149

Es necesario introducir el concepto de las horas de pico solar HSP (h), definido

como las horas de luz solar por día equivalentes, pero definidas en base a una

irradiancia I (kW/m2) constante de 1 kW/m2, a la cual está siempre medida la potencia

de los paneles solares. Es un modo de estandarizar la curva diaria de irradiancia solar.

Como puede verse en la figura, el área definida por el rectángulo (irradiación en

base a las horas de pico solar) es igual al área definida por la curva horaria de

irradiancia real. La irradiación H (kWh/m2) es igual al producto de la irradiancia de

referencia I (1 kW/m2) por las horas de pico solar HSP (h).

Cálculo del HSP

• k = Coeficiente corrector por efectos atmosféricos (0,75 – 1,20 )

• k’ = Coeficiente corrector por inclinación del panel FV

• k’’ = Coeficiente corrector por desviación del panel respecto al sur geográfico

• k’’ = 1,14 – 0,085 β (20º ≤ β ≤ 70º)

1/3,6 " ’ " ” " 0,2778 " ” "

Selección del ángulo de inclinación

• 20º mayor que latitud para instalaciones de función prioritaria en invierno

• 15º mayor que la latitud para instalaciones de funcionamiento uniforme

durante todo el año .

• Igual a la latitud para instalaciones de funcionamiento prioritario en

primavera o verano.




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150

Selección del Azimut

• Orientación sur para máxima producción e igualdad entre mañana y tarde.

• Orientación este para mayor producción durante mañana.

• Orientación oeste para mayor producción durante tarde.

Selección de los datos

Inclinación 50 º ( mismas necesidades para todo el año).

Desviación 0º ( no favorece ni a la mañana ni a la tarde).

k: 1,15 ( dato basado en medidas experimentales).

,: 1 por ser β inferior a 20º

El cálculo de HSP:

1

3,6" 1,15 " 1 " 6,48 2,07

La energía producida por watio pico instalad :

' 2,07

Se debe tener en cuenta que no siempre el módulo funciona en condiciones de

máximo rendimiento (suciedades, cargas parciales, etc.), con lo que la potencia real que

puede generar el campo FV por cada vatio pico instalado será normalmente un 10%

inferior al HSP:

' 0,9 " 0,9 " 2,07 1,863

Luego la energía aportada por célula fotovoltaica:

" 1,863 " 230 428,49 .

Para completar la instalación se incluyen 20 paneles fotovoltaicos en paralelo, de

este modo se satisface la recarga.

Una vez definido el generador fotovoltaico, es necesario interponer un inversor entre

la generación y la red. Para ello se calcula la potencia instalada de la instalación:

230 " 20 4.600

En el proyecto: Implantación de vehículos eléctricos en Vigo se recomienda el

inversor Sunmaster XS3200 de Mastervolt, para la instalación que precisa el Opel Astra

también es admisible.




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151

Entrada paneles solares (DC)

Rango de potencia recomendado Wp 2.200 – 3.300

Potencia Máxima W 2.780 DC

Potencia de arranque W 7

Voltaje de operación V 100-600

MPP Rango de voltaje @ pot. nom V 180-480

Voltaje máximo V 600

Intensidad de corriente A 15

Salida a la red (AC)

Voltaje V 230 VAC

Potencia nominal W 2.500 @ 45ºC

Potencia máxima W 2.625

Intensidad nominal A 13

Frecuencia Hz 55 / 65

Factor de potencia > 0.99 a pot. max




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

152

Gggggggg

G

G

g




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

153

CAPÍTULO 6: HOMOLOGACIÓN

6.1 REFORMAS EN EL VEHÍCULO

Las reformas de vehículos en España están reguladas por el Real Decreto 736/1988,

de 8 de julio, por el que se regula la tramitación de las reformas de importancia de

vehículos de carretera y se modifica el artículo 252 del código de la circulación.

Con fecha 9 de octubre de 2007, se aprobó la Directiva 2007/46/CE del Parlamento

Europeo y del Consejo, de 5 de septiembre de 2007, por la que se crea un marco para la

homologación de los vehículos de motor y de los remolques, sistemas, componentes y

unidades técnicas independientes destinados a dichos vehículos, que ha sido

incorporada al ordenamiento jurídico español mediante la Orden ITC/1620/2008, de 5

de junio, por la que se actualizan los anexos I y II del Real Decreto 2028/1986, de 6

junio, sobre las normas para la aplicación de determinadas directivas de la CE, relativas

a la homologación de tipo de vehículos automóviles, remolques, semirremolques,

motocicletas, ciclomotores y vehículos agrícolas, así como de partes y piezas de dichos

vehículos.

En consecuencia, el objeto del rela decreto es aprobar una nueva y completa

regulación en esta materia, procediendo a recoger la experiencia práctica de la

aplicación de la norma que se sustituye y a integrar la evolución técnica. Además la

nueva regulación tiene en cuenta las normas del Derecho de la Unión Europea, para

asegurar mejor las condiciones de seguridad activa y pasiva de los vehículos y su

comportamiento en lo que concierne a la protección al medio ambiente, así como para

colaborar en la defensa de los derechos de los consumidores.

El Real Decreto dispone:

Objeto.

Constituye el objeto del real decreto la regulación del procedimiento para la

realización y tramitación de las reformas efectuadas en vehículos después de su

matriculación definitiva en España con el fin de garantizar que tras la reforma se siguen

cumpliendo los requisitos técnicos exigidos para su circulación.

Ámbito de aplicación.

1. Este real decreto se aplica a todos los vehículos matriculados definitivamente

y remolques ligeros ( categoría 01) autorizados a circular.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

154

2. Este real decreto no se aplicará a los vehículos antes de su matriculación

definitiva. Las modificaciones efectuadas en los vehículos antes de su

matriculación definitiva deberán estar incluidas en la homologación de tipo o

tramitarse a través del procedimiento de homologación individual.

Las partes susceptibles de ser homologadas en el vehículo reconvertido, según se

recoge en el Anexo 1 del real decreto 736/1988, Tipificación de las reformas de

vehículos, son:

• la unidad motriz

• Transmisión

El resto. Ejes, suspensión, dirección, frenos, carrocería y dispositivos de alumbrado y

señalización al no haber sido modificados no es necesario volver a homologarlas.

La tipificación de las reformas, como así se expresan en el artículo 1 del Real

decreto son:

1. Reforma nº1: Sustitución del motor por otro de distinta marca y tipo.

2. Reforma nº7: Sustitución de la caja de velocidades por otra automática de

distinto número de relaciones (marchas).

3. Reforma nº44 Cambio de tipo de vehículo.

Superado los efectos de homologación se debe contar con el informe de conformidad

e informe taller en el que la empresa de conversión asume la responsabilidad sobre la

ejecución del vehículo.

6.2 REFORMA Nº1 SUSTITUCIÓN DEL MOTOR POR OTRO DE DISTINTA MARCA Y TIPO

Definición: Sustitución del motor por otro de distinta marca y tipo.

Descripción: El tipo de motor utilizado en la conversión es eléctrico de inducción (

jaula de ardilla) modelo Siemmes Drive Motor 1PV5135-4WS18. La categoría del

vehículo es M, vehículo a motor para el transporte de personas con cuatro ruedas y peso

máximo 1840 Kg, el cambio de motor implica cambio de tipo de vehículo

Reglamentación aplicable:

• Ruidos

• Emisiones ligeras

• Emisiones Pesadas

• Humos diesel.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

155

Ruidos

Las ordenanzas municipales reguladoras de ruidos en vehículos a motor y la

organización mundial de la salud cifran el número de decibelios máximos para

vehículos destinados al transporte de personas con capacidad de hasta 8 pasajeros en 80

db.

No se dispone del dato exacto de la emisión de ruido del motor eléctrico

seleccionado, pero los motores eléctricos apenas tienen rozamiento que genere ruido. El

eje del rotor del que se extrae el par mecánico, está suspendido en medio del estator

mediante rodamientos, mientras estos estén perfectamente engrasados, el nivel de ruido

es mínimo, la intensidad sonora se reduce hasta valores casi nulos en los vehículos

eléctricos y por tanto está dentro de la legalidad de las ordenanzas municipales.

Emisiones ligeras y Emisiones pesadas

Los vehículos eléctricos no emiten ni emisiones ligeras ni pesadas a la atmósfera, por

tanto el vehículo eléctrico no produce emisiones contaminantes directas, tan solo podría

darse el caso de emisiones contaminantes en función de cómo se haya generado la

energía.

La norma Euro 5, es el programa de medidas reglamentarias de la comisión Europea

por la que se establecen los requisitos técnicos para la homologación de vehículos a

motor en lo que se refiere a las emisiones directas. Puede consultarse en anexos.

Los vehículos eléctricos y en concreto el modelo reconvertido, se encuadran dentro

de la legalidad presente.

Humos diesel

Los vehículos no disipan humo.

Documentación exigible: Informe favorable del fabricante o de su representante

debidamente acreditado o del laboratorio oficial acreditado de España.

Es necesario dirigirse a un laboratorio acreditado por e MITC, entre ellos está el

INSIA en Madrid o el IDIADA. Dichos laboratorios habrán de revisar que el vehículo

cumple con la legislación y la normativa de seguridad. El informe del laboratorio debe

incluir en el caso presente: Marca y tipo de motor , potencia real y física.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

156

6.3 REFORMNA Nº7 SUSTITUCIÓN DE LA CAJA DE VELOCIDADES POR OTRA AUTOMÁTICA DE DISTINTO NUMERO DE RELACIONES

Definición: Sustitución de la caja de velocidades por otra automática de distinto

número de relaciones ( marchas).

Descripción: Reductora epiciloidal de relación 7,9 de la casa Rosi

Reglamentación aplicable:

• Ruidos

• Frenado

• tacógrafo

Ruidos

La reductora se ha comprado a la marca Rossi quien distribuye piezas mecánicas

para automóviles, el canal de distribución asegura el cumplimiento de la normativa en

vigor.

Frenado y tacógrafo

En el proceso de conversión no se modifican los frenos, ni tampoco la toma de

variables del tacógrafo, la recogida de datos de velocidad, aceleración y frenadas

bruscas entre otros sigue siendo el mismo, por lo que si antes de la reconversión

cumplían con la normativa ahora también.


debidamente acreditado o del laboratorio oficial acreditado de España.Es necesario

dirigirse a un laboratorio acreditado por e MITC, entre ellos está el INSIA en Madrid o

el IDIADA. Dichos laboratorios habrán de revisar que el vehículo cumple con la

legislación y la normativa de seguridad. El informe del laboratorio debe incluir en el

informe : el límite de velocidad, los precintos y la adaptación del

velocímetro/cuentakilómetros.

6.4 REFORMA Nº 44 CAMBIO DE TIPO DE VEHÍCULO

Definición: Cambio del tipo de vehículo

Descripción: El vehículo de categoría M1, antes de la conversión estaba accionado

por un motor térmico, después de la conversión el sistema propulsor es eléctrico




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

157

Reglamentación aplicable: El laboratorio oficial deberá establecer, en cada caso, las

exigencias requeridas en función de la reforma.


debidamente acreditado o del laboratorio oficial acreditado de España.

Es necesario dirigirse a un laboratorio acreditado por e MITC, entre ellos está el

INSIA en Madrid o el IDIADA. Dichos laboratorios habrán de revisar que el vehículo

cumple con la legislación y la normativa de seguridad. El informe debe incluir los

efectos de la reglamentación exigible con lo especificado en el Real Decreto 2028/1988.

6.5 INSPECCIÓN TÉCNICA DE VEHÍCULOS

Una vez obtenida toda la documentación precedente se debe superar una nueva

revisión de la ITV que incluye:

• Identificación del tipo de motor.

• Soportes

• Conexiones del motor con el vehículo (mecánicas, eléctricas,

termodinámicas, hidráulicas)

• Frenos

Si la inspección es favorable se anotará la reforma a la ficha técnica del vehículo y se

podrá circular por la vía pública.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

158

H

H

H

H

h




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

159

CAPÍTULO 7: ESTUDIO AMBIENTAL

7.1 EMISIONES DE LOS VEHICULOS DE COMBISTIÓN

La emisión de gases del los vehículos térmicos suponen un problema para la salud,

los principales contaminantes son:

• Dióxido de Carbono.

• Monóxido de Carbono.

• Óxidos de azufre.

• Óxidos de Nitrógeno

• Compuestos Orgánicos volátiles ( COV).

• Partículas.

• Dióxidos de Azufre.

Los principales riesgos que entraña el monóxido de carbono es inhibir la capacidad

de la sangre para el transporte de oxígeno, este efecto se hace potencialmente peligroso

para fumadores y personas con afecciones cardiacas.

La emisión de partículas alteran el sistema respiratorio, y provocan enfermedades

cardiovasculares dañando la pleura en incluso pueden provocar cáncer. De entre todas

las partículas emitidas las de menor tamaño son las más peligrosas ya que pueden

llegar hasta el torrente circulatorio. En concentraciones superiores a 5 microgramos por

metro cúbico de partículas se presenta un riesgo significativo de cáncer.

Los óxidos de Nitrógeno afectan también a los pulmones y son los niños y las

personas mayores quienes sufren con más virulencia los efectos nocivos. En presencia

de compuesto orgánicos volátiles y la luz del sol, el NOx reacciona para producir

ozono a nivel del suelo. Esto daña las vías respiratorias, los pulmones….

En el ámbito ecológico, la presencia de NOx en la atmosfera hace que se emita lluvia

ácida cuya efecto acaba con fauna y flora del ecosistema




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

160

Un problema importante con los vehículos de motor de combustión interna es el

tráfico lento ya que el consumo de combustible aumenta. En las aglomeraciones y

atascos la contaminación aumenta considerablemente.

7.2 EFECTO INVERNADERO

Las emisiones de dióxido de carbono plantea un problema ecológico grave, Efecto

invernadero, la consecuencia inmediata es el calentamiento global.

Parte de la radiación de onda corta del sol es absorbida por la tierra y luego es re-

emitida en una longitud de onda más larga. Esta es absorbida por el dióxido de

carbono y otros gases

La concentración atmosférica de dióxido de carbono se ha incrementado en un 25%

en los últimos 100 años

7.3 CONSUMO ELÉCTRICO EN LA PLANTA, VEHÍCULO ELECTRICO

Los vehículos eléctricos no emiten gases contaminantes directos durante su

funcionamiento, pero si se emiten en la manera en la que se genera la energía, la

generación de energía eléctrica da lugar a emisiones contaminantes. Estas emisiones

podrían anularse o reducirse con el uso de las energía verdes ( Eólica, solar…)

Durante la generación, el transporte y la transformación de energía eléctrica se

pierde parte de la energía, por lo que la energía generada en fuente debe ser superior a la

útil para recargar las baterías.

El rendimiento del transporte y distribución de la energía eléctrica en España se

sitúa en torno al 92% por lo que la energía necesaria para alimentar el vehículo Opel

queda de la siguiente forma:




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

161

Energía En el enchufe η transp. Y distribu En planta

Cada 100 Km 13,651 KWh 92% 14,838 KWh

Tabla7.1: KWh necesarios en planta del vehículo para recorrer 100 Km. Fuente Elaboración propia

7.4 EMISIONES POR TECNOLOGÍA

En el proyecto Implantación de vehículos eléctricos en Vigo se detalla los kWh que

produce cada tipo de central de la Red Eléctrica Española, su relevancia, los kg de CO2

que se emiten por cada kWh producido en cada tipo de tecnología y los kg de CO2 que

se emiten en la central para que alimenten al vehículo eléctrico, esos mismos valores

serán utilizados en el presente proyecto. De acuerdo con que para recorrer 100 km es

necesario producir 14,838 kWh en la central eléctrica.Las emisiones de CO2 asociadas a

las fuentes de generación son calculadas asociando a cada tecnología el factor de

emisión recogido en el Plan Español de Energías Renovables 2005-2010, en línea con

la Decisión de la Comisión Europea 2007/589/CE.

Centrales REE Energia [MWh] Energia [%] KgCO2/KWh KgCO2/100Km

Hidráulica 19.100.005 19,7 0 0

Nuclear 20.302.609 20,9 0 0

Carbón 4.936.839 5,1 0,961 0,727

Fuel+Gas 497.040 0,5 0,7 0,052

Ciclo combinado 19.383.826 20 0,372 1,104

Eólica 16.280.938 16,8 0 0

Resto de España 16.410.853 16,9 0,243 0,609

Tabla7.2 : Balance energético y emisiones REE. Fuente Unversidad de Vigo




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

162

7.5 RESULTADOS

El vehículo Opel Astra reconvertido tendrá unas emisiones indirectas de 24,930 g/km

de CO2. Se comparan en la siguiente tabla, las emisiones del vehículo eléctrico con las

emisiones del vehículo térmico

Vehículo Emisiones de CO2

Astra reconvertido 24,93 g/Km

Astra térmico 135 g/Km

Tabla7.3 : Comparación de las emisiones de CO2.. Fuente Elaboración propia

Esto supone un ahorro medio de 81,533% de las emisiones de CO2 con respecto al

vehículo convencional. Cabe apuntar que las emisiones de CO2/kWh de la Red

Eléctrica Española están teniendo un rápido descenso desde 2007, año en el que se

emitieron 0,368 kgCO2/kWh, que comparado con los 0,170 kgCO2/kWh de 2010,

supone una reducción del 53,8% de las emisiones por kWh en solo 3 años.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

165

CAPÍTULO 8: ESTUDIO ECONÓMICO

El análisis económico del proyecto, Conversión de vehículos tradicionales dotados de motor térmico a eléctricos puros, tiene como finalidad establecer la rentabilidad del proyecto y analizar la inversión.

Este análisis se realiza baja las perspectivas:

1. Propietario del vehículo 2. Taller de reconversión.

8.1 ESTUDIO CLIENTE

8.1.1 INVERSIÓN REQUERIDA

La inversión a la que debe hacer frente el particular para convertir su vehículo a eléctrico es el precio de la instalación. Según se recoge en anexos, Presupuesto, el presupuesto de la conversión es 16.597€, el precio de las baterías constituye el 60% del coste de conversión. El precio de venta del vehículo reconvertido debe satisfacer los parámetros empresariales de VAN y TIR para que el taller sea rentable. En la tabla siguiente se estudia la penetración de mercado exigida para conseguir que el taller sea rentable.

P.V.P Penetración TIR

19.087 € (15%) 13% 26%

19.917€ (20%) 8% 17,22%

20.747 € ( 25%) 8% 11,66%

Tabla 8.1: Precio del vehículo. Fuente: Elaboración propia

El precio venta al público del vehículo debe ser 20.746€ (16.597€ más margen comercial del 25%) ya que en el entorno económico actual un TIR por encima del 12% es imposible. El P.V.P es más bajo que los 23.000€ que cuesta el Opel Astra 1.7 Cdti de nueva adquisición y responde a las previsiones de penetración del vehículo eléctrico en España previstas según el INE en 8,7% de cuota de mercado




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

166

8.1.2 RESULTADOS DE LA EXPLOTACIÓN

En el anexo, Rentabilidad. Se recoge el kilometraje exacto en el que se amortiza la inversión del vehículo , el resultado son 357.339 Km

8.2 ESTUDIO TALLER

8.2.1 INVERSIÓN REQUERIDA

La inversión recoge los gastos iniciales a los que debe hacerse frente para instalar un taller de reconversión de vehículos. La inversión inicial estimada son de 241.750,00 €, se parte de un stock base de dos kits de conversión más la posibilidad de implementarlos con el fondo de maniobra.

Inversión

Inversión Local 120.000,00€

Maquinaria 12.500,00€

Sistema Informático 2.250,00€

Fianza de los locales 7.000,00€

Lanzamiento Publicitario 30.000,00€

Stock de conversión 30.000,00€

Fondo de maniobra 30.000,00€

Otros 10.000,00€

Total 241.750,00€

Tabla 8.2 Inversión en el taller. Fuente: Elaboración Propia

8.2.2 INGRESOS

Los ingresos del taller provienen de la venta de equipos de conversión. Ante la incertidumbre de ventas se proyectan 4 escenarios diferentes:




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

167

Escenario Incremento ventas Cuota de mercado

Muy malo 1% 1% del mercado

Malo 5% 5% del mercado

Bueno 7% 7% del mercado

Excelente 8,7% 8,7% del mercado

Tabla 8.3 Escenarios de evaluación del taller de conversión. Fuente: Elaboración Propia

El número de modelos Opel Astra 1.7 cdti, vendidos en España desde el año 2004 son 270.672, el aumento de ventas de vehículos eléctricos en el mejor de los casos se cifra en 8,7% según el instituto nacional de estadística. En el primer año de comercialización, las ventas se estima de acuerdo a las previsiones de la Estrategia integral del vehículo eléctrico y aplicando el 30% a las ventas de la marca Renault quien es el principal vendedor de modelos eléctricos, resultando una revisión de 62 vehículos

8.2.3 COSTES

8.2.3.1 COSTES DE PRODUCCIÓN

Los costes de producción considerados provienen de las materias primas y de la mano de obra directa.

El coste de las materias primas se recogen en el anexo, Presupuesto.

_ 16.597€

• El coste de los sistemas de sujeción se estiman a partir del aluminio y fundición dúctil utilizado más los gastos del proceso de fabricación

Los costes de mano de obra directa contemplan a los operarios contratados para el montaje del Kit.

22.000€/ !

8.2.3.2 COSTES ADMINISTRATICOS

Los costes administrativos representan los gastos que nos están vinculados directamente con la actividad principal de la empresa.

16.000€/"# $ %&& '!




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

168

8.2.3.3 COSTES JEFE DE SERVICIO

Los costes del jefe de servicio hace referencia al encardo de la planta.

()_*+, 35.500€/"# $ %&& '!

8.2.3.4 COSTES DE COMERCIALIZACIÓN

Corresponden a los gastos de representación comercial y publicidad de la empresa, estos gastos se irán haciendo menores a medida que la idea de la conversión tenga un hueco en el mercado.

,,./,ó 30.000€

8.2.3.5 COSTES FINANCIEROS

Corresponden a los intereses que hay que pagar por el crédito de constitución de empresa. Este interés se estima a partir del interés medio de una operación de crédito pagada entre 1 y 5 años

,0 9%

El crédito solicitado 24.750,00€ amortizados en 5 años.

8.2.4 EVALUACIÓN FINANCIERA

A partir de los datos de precio del vehículo, gastos y amortizaciones se realiza el estudio de rentabilidad , anexo Rentabilidad del taller, mediante los criterios de VAN y TIR .

Escenario VAN (miles €) TIR Payback

Muy malo -743.744,26 - -

Malo -304.907 - -

Bueno -78.276 - -

Excelente 111.003,90 11,57% 7

Tabla 8.4: Evaluación de los escenarios. Fuente: Elaboración propia




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169

8.2.5 CONCLUSIÓN

El escenario óptimo sería proponer un objetivo de ventas de 62 unidades el primer año y un incremento del 7-9% en los posteriores, el número de operarios se aumentará a medida que aumenta la demanda, en el tercer año se pasará a 4 operarios en lugar de 3 y en cada periodos de dos años se sumará uno más a plantilla.

año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Nº operario 3 3 3 4 4 5 5 6 6 7

Tabla 8.5: Número de operarios en plantilla. Fuente: Elaboración propia

De este modo se consigue un VAN del proyecto positivo de 111.003,9 y un TIR de 11,57%.




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170




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171

BIBLIOGRAFÍA

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___________________________________________________________________________________________

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177

PLIEGO DE CONDICIONES

DISPOSICIONES GENERALES

El objeto de este pliego de Condiciones, es la definición de las características y condiciones que deben cumplir los materiales, equipos así como las empresas y técnicos responsables de la instalación del proyecto de reconversión del Opel Astra 1.7 CDti para su uso con electricidad.

INSPECCIÓN DE LOS TRABAJOS.

El taller contratista denominado como Contratista, quedará obligado a mantener a pié de instalación, durante la total ejecución de la misma y como Jefe y responsable de ella, un Técnico titulado, que en lo sucesivo se designará como "Jefe de Instalación", con facultades plenas para adoptar cualquier resolución relacionada con la ejecución de la instalación o el cumplimiento del contrato. El Contratista comunicará con suficiente antelación y por escrito el nombre y dirección de dicha persona para establecer los contactos que sean necesarios.

Todo el personal que intervenga en la ejecución de la instalación se considerará a todos los efectos como dependiente del Contratista.

La Dirección Facultativa podrá disponer la suspensión de la instalación, cuando observe alguna anomalía o considerara que no se realiza con arreglo a lo proyectado, pudiendo la Dirección Facultativa ordenar la demolición de la instalación ejecutada, siendo todos los gastos que se originen por cuenta del Contratista.

La Propiedad y la Dirección Facultativa, se reservan el derecho de exigir la sustitución en la instalación del personal del Contratista, que diera lugar a quejas fundadas o que no reúna las condiciones de aptitud suficiente, a juicio de la Dirección Facultativa.

Una vez terminados correctamente los trabajos correspondientes al Proyecto, la Propiedad recibirá la instalación. En caso contrario, se retrasará la recepción hasta que, a juicio de la Dirección Facultativa, y dentro del plazo que esta marque, queden las instalaciones en la forma que determina el presente Pliego de Condiciones. Si a pesar del nuevo requerimiento el Contratista no cumpliera lo pactado, perderá las retenciones más la compensación por daños y perjuicios a que hubiere lugar, a no ser que la Dirección Facultativa crea procedente concederle un nuevo plazo.




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__________________________________________________________________________

178

Aparte de la indemnización por daños y perjuicios a que se refiere el párrafo anterior, la demora sobre los plazos marcados para la ejecución de la instalación, autorizará a la Propiedad para declarar, unilateralmente, terminado el Contrato.

MODIGICACIONES Y ALTERACIONES DEL PROYECTO

La instalación se llevará a cabo con estricta sujeción a las condiciones de este Pliego de Condiciones, al proyecto y detalles indicados en el mismo, y a cuantas operaciones sean necesarias para que la instalación quede completamente bien acabada, aunque no se indique expresamente en estos documentos.

Para resolver cualquier duda en la interpretación de los documentos del proyecto, el Contratista consultará a la Dirección Facultativa, obligándose a volver a ejecutar cuantas partes del trabajo no se hubiesen realizado con arreglo a lo estipulado.

La Propiedad queda autorizada, previa conformidad de la Dirección Facultativa, para reducir o eliminar unidades del Proyecto, con la consiguiente reducción o eliminación de los importes correspondientes, sin que por ello pueda el Contratista efectuar reclamación alguna.

Asimismo, si es necesaria la realización de trabajos no incluidos en el Proyecto, se fijarán previamente los respectivos precios de ejecución. Si estos trabajos son de ampliación de la instalación contratada, los precios no serán superiores a los que figuran en el Proyecto para las unidades de instalación que sean comunes.

DERECHOS Y OBLIGACIONES DEL INSTALADOR

La instalación se llevará a cabo con estricta sujeción a las condiciones de este Pliego de Condiciones, al Proyecto y detalles indicados en el mismo y a cuantas operaciones sean necesarias para que la instalación quede completamente bien acabada aunque no se indiquen expresamente en estos Documentos.

Para resolver cualquier duda en la interpretación de los Documentos del Proyecto, el Instalador consultará a la Dirección Facultativa, obligándose a volver a ejecutar cuantas partes del trabajo no se hubiesen realizado con arreglo a lo estipulado.

La Empresa Instaladora no podrá, so pena de rescisión del contrato con pérdida de las retenciones que se establezcan, transmitir, ceder o traspasar toda o parte de sus obligaciones sin previo consentimiento de la Dirección Facultativa y de conformidad con la Propiedad.




___________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

179

La Empresa Instaladora cuidará de mantener la debida vigilancia para la protección de todo el personal con acceso a los materiales, maquinaria y demás elementos utilizados en la misma, de conformidad con lo establecido en la Ley de Prevención de Riesgos Laborales y Decretos que la desarrollan.

RESPONSABILIDADES

El Contratista como empresa instaladora asumirá en todo caso las siguientes responsabilidades:

A. Por daños a personas, animales o cosas, por efecto directo o indirecto de las instalaciones y trabajos de su personal, vehículos, herramientas o, materiales que utilice. A tal efecto quedará en libertad de escoger los medios de señalización, seguridad, etc., los cuales considere necesarios dentro de las normas y reglamentos vigentes.

B. Por incumplimiento de sus obligaciones laborales, accidentes de trabajo, incumplimiento de las Leyes Sociales y muy especialmente del Reglamento de Seguridad e Higiene en el Trabajo, en cuanto se refiera al personal por él utilizado directa o indirectamente para el cumplimiento del Contrato.

C. De la calidad de los productos que suministre, de la dosificación aprobada de los mismos y de la correcta aplicación de los métodos de trabajo. En consecuencia de la repercusión que estas anomalías puedan tener en la instalación realizada.

D. Ante las respectivas autoridades del Estado, Provincia o Municipio o de otros Organismos por el incumplimiento de las disposiciones arcadas por los mismos.

Independientemente de todo lo anteriormente expuesto, el Contratista deberá cumplir todo cuanto establecen las Leyes a este respecto.

SIMILITUD DE MATERIALES

Algunos de los materiales que hayan de emplearse en la instalación, podrán proceder de distintos fabricantes, siempre que se ajusten estrictamente a los requisitos




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PLAZO DE EJECUCIÓN

El plazo de ejecución previsto para la realización de las obras es un mes, contados a partir de la fecha de su contratación. El contratista estará obligado a cumplir los plazos señalados, que serán improrrogables.

No obstante lo anteriormente indicado, los plazos podrán ser objeto de modificaciones, cuando los cambios determinados por el Dirección facultativa y debidamente aprobados por el contratante, influyan realmente en los plazos señalados en el contrato.

Si por causas ajenas por completo al contratista, no fuera posible comenzar los trabajos en la fecha prevista o tuvieran que ser suspendidos una vez empezados, se concederá por el ingeniero la prórroga estrictamente necesaria.

ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO

El contratista ordenará los trabajos en la forma más eficaz para su perfecta ejecución, y siguiendo las indicaciones del presente pliego de condiciones.

DATOS DE FABRICACIÓN

Se entregará al contratista una copia de los planos y pliego de condiciones del proyecto, así como cuantos datos necesite para la completa ejecución de la obra. El contratista podrá tomar nota o sacar copia, a su costa, de todos los documentos del proyecto, haciéndose responsable de la buena conservación de los documentos originales, que serán devueltos a la dirección facultativa después de su utilización.

Tras la finalización de los trabajos, y en el plazo máximo de dos meses, el contratista deberá actualizar los diversos planos y documentos originales de acuerdo con las características de la obra terminada, entregando al ingeniero dos expedientes completos relativos a los trabajos realmente ejecutados.

No se harán por parte del contratista alteraciones, correcciones, omisiones, adiciones o variaciones sustanciales en los datos fijados en el proyecto, salvo aprobación previa y por escrito de la dirección facultativa




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181

PERIODO DE GARANTÍA

El periodo de garantía será el señalado en el contrato a contar desde la fecha de aprobación del Acta. Hasta que tenga lugar la recepción definitiva, el contratista será responsable de la conservación de la materiales, siendo de su cuenta y cargo las reparaciones por defecto de ejecución o mala calidad de los materiales.

CONDICIONES ECONÓMICAS

PRECIO

En la oferta que el Contratista formule, habrá de figurar necesariamente el Presupuesto detallado en el que se especifiquen, los precios asignados para cada una de las partes de la instalación.

Los precios aprobados no podrán sufrir más aumento que el correspondiente al I.P.C. que marque el Ministerio de Hacienda para la revisión de precios.

El importe total del Presupuesto que formule el Contratista habrá de incluir tanto el coste estimado de la instalación como el beneficio industrial, pero no el importe de impuestos, tasas o derechos que sean se cuenta del Contratista, salvo que se pactase de otra forma en el Contrato de Instalación.

Serán de cuenta y riesgo del Contratista el suministro, preparación y montaje en instalación de todos los medios auxiliares, asumiendo aquel por entero, las responsabilidades que se deriven de las disposiciones y condiciones tanto técnicas como económicas de dichos medios auxiliares.

INTERRUPCIONES

Cuando por causa no imputable a incumplimiento de Contrato, la Propiedad decidiera suspender una instalación por plazo superior al estipulado, el Contratista puede proceder a la liquidación de la parte de la instalación que estuviese ejecutada.

Si la interrupción de la instalación fuera por un plazo superior a un mes y debido a causas fortuitas o de fuerza mayor, el Contratista procederá igualmente a la liquidación de la instalación ejecutada. Se consideran causas de fuerza mayor inundaciones, acontecimientos catastróficos en general, actos de guerra o paralizaciones por conflictos laborales debidamente acreditados.




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182

considerará lo pagado por estas liquidaciones, como cantidad a cuenta del total importe de la instalación.

RECEPCIÓN DE INSTALACIÓN

Cuando el Contratista considere realizados todos los trabajos se efectuará la recepción provisional de la instalación con asistencia de la Dirección Facultativa y de la Propiedad, firmándose el Acta correspondiente acompañando una relación de todos aquellos defectos que pudieran encontrarse y que el Contratista deberá corregir en un plazo inmediato, el cual determinará el Director Facultativo.

Transcurrido dicho plazo y corregidos los defectos encontrados y si no hubiesen aparecido otros imputables al Contratista se procederá a la recepción definitiva, firmándose el acta correspondiente.

Si el Contratista no corrigiera a satisfacción de la Dirección Facultativa, los defectos encontrados en la recepción provisional y dentro del plazo marcado, se retrasará la recepción definitiva, hasta que a juicio de la Dirección Facultativa, y en el plazo que esta marque, queden las instalaciones en la forma y modo que determine el proyecto.

En el caso que el Contratista no cumpliese esta obligación en el plazo señalado, perderá la garantía retenida.

El plazo de garantía será de 20 días, contados desde la recepción provisional de las instalaciones, comprometiéndose el Contratista a subsanar durante este tiempo todos los defectos o anomalías ocultos que se produzcan por la deficiente ejecución de los trabajos, así como por la utilización de materiales inadecuados o de mala calidad, o incumplimiento de alguna de las partes del Proyecto.

PAGO DE LAS INSTALACIONES

Los pagos de las cantidades que el Contratista debe percibir si la instalación se realiza normalmente, se efectuarán por partidas parciales, aplicando los precios unitarios aprobados a las cantidades de instalación ejecutada.

En cada partida de la instalación figurarán acumuladas las unidades desde el origen de la instalación, restando del total resultante el montante de la partida anterior, deduciendo de la diferencia el 5%, que en concepto de garantía, retendrá la Propiedad hasta la recepción definitiva de la instalación.




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183

Las partidas se presentarán por triplicado al Director Facultativo, el cual formulará los reparos que estime oportunos, y una vez corregidas entregará a la Propiedad por duplicado para su abono.

Cuando se trate de instalaciones interrumpidas, por causas no imputables al Contratista, podrá hacerse la liquidación en las condiciones establecidas en el presente apartado, pero considerando como fecha de terminación de la instalación, la de interrupción.

Si pasadas aquellas circunstancias se reanudaran las instalaciones, se considerará lo pagado por esas liquidaciones, como cantidad a cuenta del importe total de la instalación completa.

En el caso de incumplimiento de lo pactado, por parte del Contratista, la rescisión será con pérdida de las retenciones de garantía, renunciando el Contratista a toda reclamación.

CONDICIONES QUE HAN DE SATISFACER LOS MATERIALES

PROCEDENCIA Y CONDICIONES GENERALES

Todos los materiales tendrán las características que se especifican en los distintos apartados de la Memoria, desechándose los que a juicio de la Dirección Facultativa no reúnan las condiciones que allí se especifican.

PRODUCTOS

Los elementos principales de los equipos serán de la mejor calidad usada para tal finalidad y serán productos de fabricantes de garantía.

INSTALACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS

El motor, las baterías, control, reductora, accesorios, dispositivos, etc., se instalarán de forma que sean accesibles para su reparación o sustitución.

HOMOLOGACIONES

Todos los equipos tendrán certificados de laboratorios cualificados de acuerdo con el Real Decreto 736/1988.




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184

HOMOLOGACIONES

INSCRIPCIONES

Todos los componentes presentados a la homologación deberán llevar la marca de fábrica o comercial del fabricante así como la indicación del tipo y además para los flexibles, el mes y el año de fabricación; este marcado debe ser bien legible e indeleble.

Se atribuirá un número de homologación a cada tipo de componente o a cada tipo de componente multifuncional homologado según establece el Real Decreto 736/1988.

HOMOLOGACIÓN DEL VEHÍCULO POR EL FABRICANTE

Se cumplirá el Real Decreto 736/1988 en el que se hace referencia a los requisitos técnicos y ecológicos (emisiones) para la instalación de equipos específicos.

El fabricante del vehículo hará mención a unos ratios de potencia y emisiones de CO2 del vehículo usando el sistema eléctrico respecto a los mismos valores usando gasóleo u otro derivado del petróleo. Dichos ratios han de figurar en un informe de características del tipo de sistema de alimentación, en el que además, han de figurar:

• Tipo de Motor,

• Potencia

• Categoría del Vehículo.

NORMAS GENERALES DE EXPLOTACIÓN

EXPLOTACIÓN DE LA INSTALACIÓN

El personal encargado de la instalación deberá conocer el funcionamiento de la misma y estar adiestrado en el manejo de los equipos de seguridad. A tal efecto existirá en lugar visible, un esquema de la instalación y las instrucciones para su manejo.




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185

ANEXO 1: RENTABILIDAD

Calculo del consumo con gasolina

Consumo

gasol/100 Km

PCI medio gasolina KWh

gasolina/100 Km

Consumo energético medio

Litro

gasol/100Km

KJ/Kg KWh/l Hola cara de

b48 43,95 0,79 9,6

5

Kg

gasol/100Km

KWh/Kg

3,95 12,15

Calculo del consumo del coche eléctrico

KWh/Km KWh/100Km

Consumo medio energético 0,13651 13,651

Costes del combustible.

Euro/litro Euro/ KWh Euro/100Km

Precio de gasolina en estación de servicio 1,420 0,147 7,1

Costes de la electricidad.

Euro/ KWh Euro/100Km

Precio electricidad tarifa super-valle 0,095 1,297

Ahorro de explotación

Euro/ 100km

gasolina- electricidad 5,803

Coste total de la inversión 20.747 €

Retorno de la inversión 357.399 Km




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ANEXO 2: PRESUPUESTO

El coste de conversión del vehículo Opel Astra 1.7 Cdti está recogido en la siguiente

tabla:

Concepto Precio unitario unidades Importe

Motor 1PV5138-4WS20 3000€ 1 3.000€

Reductora ejes paralelos 300€ 1 300€

Batería UEV-18XP 370€ 27 10.016€

DC-IC/IGBT mono inverter 800€ 1 800€

Dico vehicle interface 630€ 1 630€

Curtis PB-6 77€ 1 77€

Cableado H07VN-F 21,5 metro 10 metros 215€

Motor eléctrico acondicion 300€ 1 300€

Protecciones Térmicas 1€ 3 3€

Palanca de cambios 20€ 1 20€

Soportes ( taller) 200€ 5 1000€

Soporte ( comprados) 300 1 300€

Tornillo-tuerca 10t M24 0,50€ 12 6€



tuercas y abrazaderas 5€ - 5€

Total 16.597€




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189

ANEXO 3: RENTABILIDAD TALLER

ESCENARIO MUY MALO




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AÑO 1 2 3 4 5 6 7 8 9VENTAS 1.203.110,00 € 1.215.141,10 € 1.227.292,51 € 1.239.565,44 € 1.251.961,09 € 1.264.480,70 € 1.277.125,51 € 1.289.896,76 € 1.302.795,73 €Coste de las ventas 1.034.674,60 € 1.045.021,35 € 1.055.471,56 € 1.066.026,28 € 1.076.686,54 € 1.087.453,40 € 1.098.327,94 € 1.109.311,22 € 1.120.404,33 €Coste distribución 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €MARGEN BRUTO 168.435,40 € 170.119,75 € 171.820,95 € 173.539,16 € 175.274,55 € 177.027,30 € 178.797,57 € 180.585,55 € 182.391,40 €

Nº Operarios 3 3 3 3 3 3 3 3 3Coste por Operario 20.500,00 € 20.889,50 € 21.286,40 € 21.690,84 € 22.102,97 € 22.522,92 € 22.950,86 € 23.386,93 € 23.831,28 €Total operarios 61.500,00 € 62.668,50 € 63.859,20 € 65.072,53 € 66.308,90 € 67.568,77 € 68.852,58 € 70.160,78 € 71.493,83 €Nº Administrativos 0 0 0 0 0 0 0 0 0Coste por Administrativo 16.000,00 € 16.304,00 € 16.613,78 € 16.929,44 € 17.251,10 € 17.578,87 € 17.912,87 € 18.253,21 € 18.600,02 €Total Administrativos 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €Jefe de Servicio 1 1 1 1 1 1 1 1 1Coste Jefe de Servicio 30.000,00 € 30.570,00 € 31.150,83 € 31.742,70 € 32.345,81 € 32.960,38 € 33.586,62 € 34.224,77 € 34.875,04 €Total Jefe de Servicio 30.000,00 € 30.570,00 € 31.150,83 € 31.742,70 € 32.345,81 € 32.960,38 € 33.586,62 € 34.224,77 € 34.875,04 €

Incremento IPC anual 1,90% 1,90% 1,90% 1,90% 1,90% 1,90% 1,90% 1,90%COSTES DE PERSONAL 91.500,00 € 93.238,50 € 95.010,03 € 96.815,22 € 98.654,71 € 100.529,15 € 102.439,20 € 104.385,55 € 106.368,88 €Alquiler del Local 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €Otros gastos 14.000,00 € 14.266,00 € 14.537,05 € 14.813,26 € 15.094,71 € 15.381,51 € 15.673,76 € 15.971,56 € 16.275,02 €Publicidad 30.000,00 € 29.430,00 € 28.870,83 € 28.322,28 € 27.784,16 € 27.256,26 € 26.738,39 € 26.230,36 € 25.731,99 €OTROS GASTOS 121.500,00 € 122.668,50 € 123.880,86 € 125.137,51 € 126.438,87 € 127.785,41 € 129.177,60 € 130.615,91 € 132.100,86 €Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €GASTOS GENERALES 245.950,00 € 248.857,00 € 251.840,89 € 254.902,73 € 258.043,58 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

AMORTIZACIÓN ANUAL CRÉDITO 48.350,00 € 48.350,00 € 48.350,00 € 48.350,00 € 48.350,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €PENDIENTE PAGO 241.750,00 € 193.400,00 € 145.050,00 € 96.700,00 € 48.350,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €GASTOS FINANCIEROS 21.757,50 € 14.497,59 € 8.495,57 € 3.935,97 € 1.026,36 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €

TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -99.272,10 € -93.234,83 € -88.515,51 € -85.299,54 € -83.795,40 € -51.287,27 € -52.819,23 € -54.415,92 € -56.078,33 €% SOBRE VENTAS -8,25% -7,67% -7,21% -6,88% -6,69% -4,06% -4,14% -4,22% -4,30%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €BDI -99.272,10 € -93.234,83 € -88.515,51 € -85.299,54 € -83.795,40 € -51.287,27 € -52.819,23 € -54.415,92 € -56.078,33 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -66.322,10 € -60.284,83 € -55.565,51 € -52.349,54 € -50.845,40 € -51.287,27 € -52.819,23 € -54.415,92 € -56.078,33 €CASH FLOW ACUMULADO -66.322,10 € -126.606,93 € -182.172,44 € -234.521,98 € -285.367,37 € -336.654,64 € -389.473,87 € -443.889,78 € -499.968,12 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -308.072,10 € -60.284,83 € -55.565,51 € -52.349,54 € -50.845,40 € -51.287,27 € -52.819,23 € -54.415,92 € -56.078,33 €PAYBACK -308.072,10 € -368.356,93 € -423.922,44 € -476.271,98 € -527.117,37 € -578.404,64 € -631.223,87 € -685.639,78 € -741.718,12 €

0 0 0 0 0 0 0 0

VAN TIR PAYBACK-535.482,65 € #¡NUM! 0 años




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191

ESCENARIO MALO




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192





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -99.272,10 € -86.497,42 € -74.636,43 € -63.853,67 € -54.335,67 € -13.343,57 € -5.897,26 € 2.004,06 € 10.386,06 €% SOBRE VENTAS -8,25% -6,85% -5,63% -4,58% -3,72% -0,87% -0,37% 0,12% 0,58%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 701,42 € 3.635,12 €BDI -99.272,10 € -86.497,42 € -74.636,43 € -63.853,67 € -54.335,67 € -13.343,57 € -5.897,26 € 1.302,64 € 6.750,94 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -66.322,10 € -53.547,42 € -41.686,43 € -30.903,67 € -21.385,67 € -13.343,57 € -5.897,26 € 1.302,64 € 6.750,94 €CASH FLOW ACUMULADO -66.322,10 € -119.869,52 € -161.555,95 € -192.459,62 € -213.845,28 € -227.188,85 € -233.086,11 € -231.783,47 € -225.032,53 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -308.072,10 € -53.547,42 € -41.686,43 € -30.903,67 € -21.385,67 € -13.343,57 € -5.897,26 € 1.302,64 € 6.750,94 €PAYBACK -308.072,10 € -361.619,52 € -403.305,95 € -434.209,62 € -455.595,28 € -468.938,85 € -474.836,11 € -473.533,47 € -466.782,53 €

0 0 0 0 0 0 0 0





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193

ESCENARIO BUENO




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194





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -99.272,10 € -83.128,71 € -67.494,77 € -52.498,09 € -38.285,50 € 7.924,80 € 21.159,31 € 35.468,98 € 50.933,64 €% SOBRE VENTAS -8,25% -6,46% -4,90% -3,56% -2,43% 0,47% 1,17% 1,84% 2,46%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 2.773,68 € 7.405,76 € 12.414,14 € 17.826,77 €BDI -99.272,10 € -83.128,71 € -67.494,77 € -52.498,09 € -38.285,50 € 5.151,12 € 13.753,55 € 23.054,84 € 33.106,87 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -66.322,10 € -50.178,71 € -34.544,77 € -19.548,09 € -5.335,50 € 5.151,12 € 13.753,55 € 23.054,84 € 33.106,87 €CASH FLOW ACUMULADO -66.322,10 € -116.500,81 € -151.045,58 € -170.593,67 € -175.929,17 € -170.778,05 € -157.024,49 € -133.969,65 € -100.862,79 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -308.072,10 € -50.178,71 € -34.544,77 € -19.548,09 € -5.335,50 € 5.151,12 € 13.753,55 € 23.054,84 € 33.106,87 €PAYBACK -308.072,10 € -358.250,81 € -392.795,58 € -412.343,67 € -417.679,17 € -412.528,05 € -398.774,49 € -375.719,65 € -342.612,79 €

0 0 0 0 0 0 0 0

VAN TIR PAYBACK-310.868,61 € #¡DIV/0! 0 años




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195

ESCENARIO EXCELENTE




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196





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -99.272,10 € -79.760,00 € -60.218,36 € -40.709,97 € -21.309,64 € 30.844,18 € 50.866,23 € 72.905,04 € 97.148,35 €% SOBRE VENTAS -8,25% -6,08% -4,21% -2,61% -1,25% 1,67% 2,52% 3,31% 4,05%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 10.795,46 € 17.803,18 € 25.516,76 € 34.001,92 €BDI -99.272,10 € -79.760,00 € -60.218,36 € -40.709,97 € -21.309,64 € 20.048,72 € 33.063,05 € 47.388,27 € 63.146,43 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -66.322,10 € -46.810,00 € -27.268,36 € -7.759,97 € 11.640,36 € 20.048,72 € 33.063,05 € 47.388,27 € 63.146,43 €CASH FLOW ACUMULADO -66.322,10 € -113.132,10 € -140.400,46 € -148.160,43 € -136.520,07 € -116.471,35 € -83.408,30 € -36.020,03 € 27.126,40 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -308.072,10 € -46.810,00 € -27.268,36 € -7.759,97 € 11.640,36 € 20.048,72 € 33.063,05 € 47.388,27 € 63.146,43 €PAYBACK -308.072,10 € -354.882,10 € -382.150,46 € -389.910,43 € -378.270,07 € -358.221,35 € -325.158,30 € -277.770,03 € -214.623,60 €

0 0 0 0 0 0 0 0

VAN TIR PAYBACK-237.183,37 € -5,70% 0 años




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197

ESCENARIO DE NEGOCIO VIABLE




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198





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -99.272,10 € -69.653,88 € -37.580,64 € -2.669,51 € 35.524,62 € 110.469,19 € 157.984,51 € 213.040,05 € 276.778,00 €% SOBRE VENTAS -8,25% -5,03% -2,36% -0,15% 1,69% 4,57% 5,68% 6,66% 7,52%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 12.433,62 € 38.664,22 € 55.294,58 € 74.564,02 € 96.872,30 €BDI -99.272,10 € -69.653,88 € -37.580,64 € -2.669,51 € 23.091,00 € 71.804,97 € 102.689,93 € 138.476,03 € 179.905,70 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -66.322,10 € -36.703,88 € -4.630,64 € 30.280,49 € 56.041,00 € 71.804,97 € 102.689,93 € 138.476,03 € 179.905,70 €CASH FLOW ACUMULADO -66.322,10 € -103.025,98 € -107.656,62 € -77.376,13 € -21.335,13 € 50.469,85 € 153.159,78 € 291.635,81 € 471.541,51 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -308.072,10 € -36.703,88 € -4.630,64 € 30.280,49 € 56.041,00 € 71.804,97 € 102.689,93 € 138.476,03 € 179.905,70 €PAYBACK -308.072,10 € -344.775,98 € -349.406,62 € -319.126,13 € -263.085,13 € -191.280,15 € -88.590,22 € 49.885,81 € 229.791,51 €

0 0 0 0 0 0 8

VAN TIR PAYBACK20.412,85 € 13,09% 8 años




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199

ESCENARIO MUY MALO




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200





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -50.842,92 € -44.321,36 € -39.112,90 € -35.402,90 € -33.399,80 € -387,71 € -1.410,68 € -2.493,28 € -3.636,47 €% SOBRE VENTAS -3,99% -3,44% -3,01% -2,69% -2,52% -0,03% -0,10% -0,18% -0,26%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €BDI -50.842,92 € -44.321,36 € -39.112,90 € -35.402,90 € -33.399,80 € -387,71 € -1.410,68 € -2.493,28 € -3.636,47 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -17.892,92 € -11.371,36 € -6.162,90 € -2.452,90 € -449,80 € -387,71 € -1.410,68 € -2.493,28 € -3.636,47 €CASH FLOW ACUMULADO -17.892,92 € -29.264,28 € -35.427,18 € -37.880,09 € -38.329,88 € -38.717,59 € -40.128,27 € -42.621,55 € -46.258,03 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -259.642,92 € -11.371,36 € -6.162,90 € -2.452,90 € -449,80 € -387,71 € -1.410,68 € -2.493,28 € -3.636,47 €PAYBACK -259.642,92 € -271.014,28 € -277.177,18 € -279.630,09 € -280.079,88 € -280.467,59 € -281.878,27 € -284.371,55 € -288.008,03 €

0 0 0 0 0 0 0 0





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201

ESCENARIO MALO




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202





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -50.842,92 € -35.646,78 € -21.243,26 € -7.790,84 € 4.530,30 € 48.465,70 € 59.002,48 € 70.148,78 € 81.938,02 €% SOBRE VENTAS -3,99% -2,66% -1,51% -0,53% 0,29% 2,98% 3,45% 3,91% 4,35%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 1.585,61 € 16.963,00 € 20.650,87 € 24.552,07 € 28.678,31 €BDI -50.842,92 € -35.646,78 € -21.243,26 € -7.790,84 € 2.944,70 € 31.502,71 € 38.351,61 € 45.596,71 € 53.259,71 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -17.892,92 € -2.696,78 € 11.706,74 € 25.159,16 € 35.894,70 € 31.502,71 € 38.351,61 € 45.596,71 € 53.259,71 €CASH FLOW ACUMULADO -17.892,92 € -20.589,70 € -8.882,96 € 16.276,20 € 52.170,90 € 83.673,61 € 122.025,22 € 167.621,92 € 220.881,64 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -259.642,92 € -2.696,78 € 11.706,74 € 25.159,16 € 35.894,70 € 31.502,71 € 38.351,61 € 45.596,71 € 53.259,71 €PAYBACK -259.642,92 € -262.339,70 € -250.632,96 € -225.473,80 € -189.579,10 € -158.076,39 € -119.724,78 € -74.128,08 € -20.868,36 €

0 0 0 0 0 0 0 0

VAN TIR PAYBACK-98.596,86 € 2,30% 10 años




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203

ESCENARIO BUENO




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204





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -50.842,92 € -31.309,49 € -12.048,20 € 6.829,74 € 25.195,28 € 75.849,23 € 93.838,46 € 113.235,66 € 134.143,99 €% SOBRE VENTAS -3,99% -2,29% -0,82% 0,44% 1,51% 4,24% 4,90% 5,53% 6,12%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 2.390,41 € 8.818,35 € 26.547,23 € 32.843,46 € 39.632,48 € 46.950,40 €BDI -50.842,92 € -31.309,49 € -12.048,20 € 4.439,33 € 16.376,93 € 49.302,00 € 60.995,00 € 73.603,18 € 87.193,59 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -17.892,92 € 1.640,51 € 20.901,80 € 37.389,33 € 49.326,93 € 49.302,00 € 60.995,00 € 73.603,18 € 87.193,59 €CASH FLOW ACUMULADO -17.892,92 € -16.252,41 € 4.649,39 € 42.038,72 € 91.365,65 € 140.667,65 € 201.662,65 € 275.265,83 € 362.459,42 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -259.642,92 € 1.640,51 € 20.901,80 € 37.389,33 € 49.326,93 € 49.302,00 € 60.995,00 € 73.603,18 € 87.193,59 €PAYBACK -259.642,92 € -258.002,41 € -237.100,61 € -199.711,28 € -150.384,35 € -101.082,35 € -40.087,35 € 33.515,83 € 120.709,42 €

0 0 0 0 0 0 8

VAN TIR PAYBACK-17.359,67 € 10,53% 8 años




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205

ESCENARIO EXCELENTE




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206





TOTAL GASTOS 267.707,50 € 263.354,59 € 260.336,46 € 258.838,70 € 259.069,95 € 228.314,56 € 231.616,80 € 235.001,46 € 238.469,74 €

BAI -50.842,92 € -26.972,20 € -2.679,65 € 22.007,22 € 47.052,10 € 105.358,47 € 132.086,81 € 161.435,47 € 193.646,52 €% SOBRE VENTAS -3,99% -1,94% -0,18% 1,33% 2,61% 5,37% 6,17% 6,92% 7,62%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 7.702,53 € 16.468,24 € 36.875,47 € 46.230,38 € 56.502,42 € 67.776,28 €BDI -50.842,92 € -26.972,20 € -2.679,65 € 14.304,70 € 30.583,87 € 68.483,01 € 85.856,43 € 104.933,06 € 125.870,24 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW -17.892,92 € 5.977,80 € 30.270,35 € 47.254,70 € 63.533,87 € 68.483,01 € 85.856,43 € 104.933,06 € 125.870,24 €CASH FLOW ACUMULADO -17.892,92 € -11.915,12 € 18.355,23 € 65.609,93 € 129.143,80 € 197.626,80 € 283.483,23 € 388.416,29 € 514.286,53 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -259.642,92 € 5.977,80 € 30.270,35 € 47.254,70 € 63.533,87 € 68.483,01 € 85.856,43 € 104.933,06 € 125.870,24 €PAYBACK -259.642,92 € -253.665,12 € -223.394,77 € -176.140,07 € -112.606,20 € -44.123,20 € 41.733,23 € 146.666,29 € 272.536,53 €

0 0 0 0 0 7





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207

ESCENARIO MUY MALO




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208





TOTAL GASTOS 287.707,50 € 283.734,59 € 281.103,68 € 326.556,45 € 328.074,34 € 346.971,92 € 352.528,65 € 408.406,97 € 415.169,94 €

BAI -30.454,00 € -23.908,55 € -18.679,38 € -61.507,91 € -60.375,31 € -76.595,91 € -79.448,88 € -132.596,39 € -136.601,27 €% SOBRE VENTAS -2,37% -1,84% -1,42% -4,64% -4,51% -5,67% -5,82% -9,62% -9,81%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €BDI -30.454,00 € -23.908,55 € -18.679,38 € -61.507,91 € -60.375,31 € -76.595,91 € -79.448,88 € -132.596,39 € -136.601,27 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW 2.496,00 € 9.041,45 € 14.270,62 € -28.557,91 € -27.425,31 € -76.595,91 € -79.448,88 € -132.596,39 € -136.601,27 €CASH FLOW ACUMULADO 2.496,00 € 11.537,45 € 25.808,06 € -2.749,85 € -30.175,16 € -106.771,07 € -186.219,94 € -318.816,34 € -455.417,60 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -239.254,00 € 9.041,45 € 14.270,62 € -28.557,91 € -27.425,31 € -76.595,91 € -79.448,88 € -132.596,39 € -136.601,27 €PAYBACK -239.254,00 € -230.212,55 € -215.941,94 € -244.499,85 € -271.925,16 € -348.521,07 € -427.969,94 € -560.566,34 € -697.167,60 €

0 0 0 0 0 0 0 0





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209

ESCENARIO MALO




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210





TOTAL GASTOS 287.707,50 € 283.734,59 € 281.103,68 € 326.556,45 € 328.074,34 € 346.971,92 € 352.528,65 € 408.406,97 € 415.169,94 €

BAI -30.454,00 € -13.618,41 € 2.518,31 € -28.753,36 € -15.381,10 € -18.644,02 € -7.784,36 € -46.425,46 € -35.089,36 €% SOBRE VENTAS -2,37% -1,01% 0,18% -1,93% -0,98% -1,14% -0,45% -2,57% -1,85%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 881,41 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €BDI -30.454,00 € -13.618,41 € 1.636,90 € -28.753,36 € -15.381,10 € -18.644,02 € -7.784,36 € -46.425,46 € -35.089,36 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW 2.496,00 € 19.331,59 € 34.586,90 € 4.196,64 € 17.568,90 € -18.644,02 € -7.784,36 € -46.425,46 € -35.089,36 €CASH FLOW ACUMULADO 2.496,00 € 21.827,59 € 56.414,48 € 60.611,12 € 78.180,02 € 59.536,00 € 51.751,64 € 5.326,18 € -29.763,18 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -239.254,00 € 19.331,59 € 34.586,90 € 4.196,64 € 17.568,90 € -18.644,02 € -7.784,36 € -46.425,46 € -35.089,36 €PAYBACK -239.254,00 € -219.922,41 € -185.335,52 € -181.138,88 € -163.569,98 € -182.214,00 € -189.998,36 € -236.423,82 € -271.513,18 €

0 0 0 0 0 0 0 0





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211

ESCENARIO BUENO




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212





TOTAL GASTOS 287.707,50 € 283.734,59 € 281.103,68 € 326.556,45 € 328.074,34 € 346.971,92 € 352.528,65 € 408.406,97 € 415.169,94 €

BAI -30.454,00 € -8.473,34 € 13.425,85 € -11.409,85 € 9.132,52 € 13.839,42 € 33.539,49 € 4.685,94 € 26.839,46 €% SOBRE VENTAS -2,37% -0,62% 0,91% -0,72% 0,54% 0,77% 1,74% 0,23% 1,21%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 4.699,05 € 0,00 € 3.196,38 € 4.843,80 € 11.738,82 € 1.640,08 € 9.393,81 €BDI -30.454,00 € -8.473,34 € 8.726,81 € -11.409,85 € 5.936,14 € 8.995,62 € 21.800,67 € 3.045,86 € 17.445,65 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW 2.496,00 € 24.476,66 € 41.676,81 € 21.540,15 € 38.886,14 € 8.995,62 € 21.800,67 € 3.045,86 € 17.445,65 €CASH FLOW ACUMULADO 2.496,00 € 26.972,66 € 68.649,46 € 90.189,61 € 129.075,75 € 138.071,38 € 159.872,04 € 162.917,90 € 180.363,55 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -239.254,00 € 24.476,66 € 41.676,81 € 21.540,15 € 38.886,14 € 8.995,62 € 21.800,67 € 3.045,86 € 17.445,65 €PAYBACK -239.254,00 € -214.777,34 € -173.100,54 € -151.560,39 € -112.674,25 € -103.678,62 € -81.877,96 € -78.832,10 € -61.386,45 €

0 0 0 0 0 0 0 0

VAN TIR PAYBACK-78.289,05 € -7,54% 0 años




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213

ESCENARIO EXCELENTE




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TOTAL GASTOS 287.707,50 € 283.734,59 € 281.103,68 € 326.556,45 € 328.074,34 € 346.971,92 € 352.528,65 € 408.406,97 € 415.169,94 €

BAI -30.454,00 € -3.328,27 € 24.539,21 € 6.594,29 € 35.059,97 € 48.844,48 € 78.911,22 € 61.862,50 € 97.423,77 €% SOBRE VENTAS -2,37% -0,24% 1,61% 0,40% 1,93% 2,47% 3,66% 2,63% 3,80%IMPUESTOS 0,00 € 0,00 € 8.588,72 € 2.308,00 € 12.270,99 € 17.095,57 € 27.618,93 € 21.651,87 € 34.098,32 €BDI -30.454,00 € -3.328,27 € 15.950,48 € 4.286,29 € 22.788,98 € 31.748,91 € 51.292,29 € 40.210,62 € 63.325,45 €

Amortización Inmov. Material 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 32.950,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 € 0,00 €CASH FLOW 2.496,00 € 29.621,73 € 48.900,48 € 37.236,29 € 55.738,98 € 31.748,91 € 51.292,29 € 40.210,62 € 63.325,45 €CASH FLOW ACUMULADO 2.496,00 € 32.117,73 € 81.018,21 € 118.254,50 € 173.993,48 € 205.742,39 € 257.034,69 € 297.245,31 € 360.570,76 €Inversión 241.750,00 €TOTAL -239.254,00 € 29.621,73 € 48.900,48 € 37.236,29 € 55.738,98 € 31.748,91 € 51.292,29 € 40.210,62 € 63.325,45 €PAYBACK -239.254,00 € -209.632,27 € -160.731,79 € -123.495,50 € -67.756,52 € -36.007,61 € 15.284,69 € 55.495,31 € 118.820,76 €

0 0 0 0 0 7





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215

ANEXO 5: FICHA TÉCNICA DEL MODELO OPEL

CARACTERÍSTICAS GENERALES

General

Numero de puertas 5

Tipo de carrocería Hatchback

Fecha de salida Abril 2004

Fecha de finalización Octubre 2005

Prestaciones y consumos homologados

Velocidad máxima (km/h) 181

Aceleración 0-100 km/h (s) 12,3

Consumo urbano (l/100 km) e 6,4

Consumo extraurbano (l/100 km) 4,2

Consumo medio (l/100 km) 5,0

Emisiones de CO2 ( g/km) 135

Pesos

Masa en vacío (kg) 1265

Masa máxima admitida (kg) 1840

Carga útil máxima (kg) 575




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216

Dimensiones, capacidades

Largo/ancho/alto (mm)e 4249/1753/1460

Reparto de pesos delanteros/trasero 63/37%6

Distancia entre ejes ( mm) 2614

Vía delantera (mm) 1488

Vía trasera (mm) 1488

Coeficiente Cx/superficie frontal 0,32/2,11

Combustible Gasoleo (l) 52

Volumen del maletero:

Volumen con una fila de asientos (l) 1300

Volumen con dos filas de asientos (l) 380

Dimensiones Interiores

Altura baqueta-techo delante (mm) 981

Altura baqueta-techo detrás (mm) 9736

Anchura delantera en caderas (mm) 1384

Anchura trasera en caderas (mm) 1488

Espacio delantero para piernas (mm) 1488

Espacio trasero para piernas (mm) 870




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217

Chasis

Suspensión delantera (estructura/muelle) McPherson

Amortiguadores tren delanteros Gas telescópicos

Suspensión trasera Semi-onafh

Amortiguadores tren trasero Hidr. telescópicos

Barra estabilizadora (delante/ detrás) Si/No e

Frenos delanteros (diámetro mm) Disco vent ( 280)

Frenos traseros (diámetro mm) Disco

Motor de combustión

Combustible Gasóleo

Potencia máxima CV-KW/rpm 101-74/4400

Par máximo Nm/rpm 240/2300 e

Tracción Delantera

Situación Delantero transvers

Número de cilindros 4-En línea

Material del bloque/culata Hierro/aluminio

Diámetro x carrera 79,0 x 86,0

Cilindrada ( cm) 1686

Relación de compresión 18,4 a 1

Tipo de motor Dohc

Turbo ja, con intercooler

Catalizador No




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218

Dirección

Tipo Cremallera

Asistencia en función de la velocidad No

Desmultiplicación en función de la velocidad Noe

Dirección a las cuatro ruedas No

Transmisión

Tracción Delantera

Caja de cambios Manual, 5 velocida

Diferencial autoblocante

Relación del diferencial 3,94

Tipo de Embrague Monodisco en seco

Desarrollos ( km/h a 1.000 rpm):

1ª 8,2 2ª 13,5 2ª 13,5 3ª 24,6 3ª 24,6 4ª 34,4 4ª 34,4 5ª 42,4 5ª 42,4 R 8,8 R 8,8

Confort

Cierre centralizado Si

Entrada sin llave No

Ventanas eléctrica Si




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219

Dirección asistida Si

Control de crucero Opcional

Aire acondicionado Si

Interior (electrónico)

Asiento de ajuste electrónico No

Luz de lectura Si

Espejo de maquillaje iluminado Si

Ajuste de iluminación de panel Si

Computadora de abordo Si

SUSPENSIÓN

SUSPENSIÓN MCPHERSON

Suspensión McPherson: Este sistema es uno de los más utilizados en el tren delantero aunque se puede montar igualmente en el trasero. Este sistema ha tenido mucho éxito, sobre todo en vehículos modestos, por su sencillez de fabricación y mantenimiento, y por el costo de producción y el poco espacio que ocupa. Con esta suspensión es imprescindible que la carrocería sea más resistente en los puntos donde se fijan los amortiguadores y resortes, con objeto de absorber los esfuerzos transmitidos por la suspensión.




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Figura A1.1: Suspensión McPherson. Fuente: Estudio y manual de taller Opel Astra




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Figura A1.2: Suspensión McPherson. Fuente: Estudio y manual de taller Opel Astra

En la suspensión McPerson la mangueta de la rueda va unida al cubo permitiendo el giro de éste mediante un rodamiento. A su vez la mangueta va unida al bastidor a través de dos elementos característicos de toda suspensión McPherson, el brazo inferior que va unido a la mangueta mediante una unión elástica (rótula) y unido al bastidor mediante un casquillo.

El amortiguador va anclado de forma fija a la parte superior de la mangueta y el resorte es concéntrico al amortiguador y está sujeto mediante dos copelas superior e inferior. El amortiguador está unido al bastidor por su parte superior mediante un cojinete de agujas y una placa de fijación. En las ruedas delanteras se hace necesaria la existencia de este cojinete axial ya que el amortiguador al ser solidario a la mangueta gira con ésta al actuar la dirección.

La suspensión tipo McPherson forma un mecanismo de tipo triángulo articulado formado por el brazo inferior, el conjunto resorte-amortiguador y el propio chasis. El lado del triángulo que corresponde al resorte-amortiguador es de compresión libre por lo que sólo tiene un único grado de libertad: La tracción o compresión de los elementos elásticos y amortiguador. Al transmitirse a través del resorte-amortiguador todos los esfuerzos al chasis es necesario un dimensionado más rígido de la carrocería en la zona de apoyo de la placa de fijación. Como elementos complementarios a esta suspensión




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222

se encuentra la barra estabilizadora unida al brazo inferior mediante una bieleta y al bastidor mediante un casquillo, y en este caso un tirante de avance.

En la práctica, este diseño de ejes es notable por los elevados niveles de confort de marcha y excelente seguridad que proporciona. Las ventajas del eje McPherson:

1. Menor masa no suspendida 2. Amplia base de apoyo 3. Fuerzas reducidas 4. Diseño compacto

SUSPENSIÓN SEMI-ONAFT

Suspensión Semi-Onafh se caracteriza por tener dos elementos soporte o "brazos" en disposición longitudinal que van unidos por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta de la rueda. Las ruedas son tiradas o arrastradas por los brazos longitudinales que pivotan en el anclaje de la carrocería. Los brazos longitudinales pivotan sobre un eje de giro perpendicular al plano longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión apenas produce variaciones de vía, caída o avance de la rueda. Aquí las variaciones de caída y de vía dependen de la posición e inclinación de los brazos longitudinales por lo tanto, permite que se varíe durante la marcha la caída y el avance de las ruedas con lo que se mejora la estabilidad del vehículo. En cuanto al tipo de elementos elásticos que se utilizan en estas suspensiones, se encuentran las barras de torsión y los resortes.

Figura A1.3: Suspensión semi-onaft.. Fuente: Estudio y manual de taller Opel Astra




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223

AMORTIGUADORES

AMORTIGUADORES TELESCÓPICOS

Los amortiguadores telescópicos constan de un pistón que trabaja dentro de un cilindro en el que hay aceite. Sobre el pistón existe una serie de orificios y unas válvulas precomprimidas que permiten el paso de aceite de una parte a otra del pistón cuando la presión supera un valor dado. Los orificios representan el paso permanente y las válvulas el paso de apertura por presión respectivamente.

El paso permanente vienen a ser orificios fijos que restringen el flujo del caudal. En el caso de las válvulas de apertura por presión, para que estas se abran es necesario ejercer sobre ellas una determinada presión y a medida que esta aumenta la apertura va siendo mayor.

Figura A1.3: Amortiguadores Fuente: Wikipedia

Cuando la velocidad entre ambos extremos del amortiguador es baja, las válvulas de apertura por presión permanecen cerradas y el aceite pasa a través de los orificios del paso permanente. Una vez la presión del aceite alcanza la de tarado de las válvulas de presión, estas empiezan a abrirse y dejan pasar el aceite. Cuanto más aumenta la




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224

presión, las válvulas se abren más, hasta que su apertura es completa y la ley de fuerza del amortiguador queda controlada nuevamente por el paso del aceite a través del orificio del paso permanente.

Lo normal es que las válvulas de extensión y compresión sean diferentes, lo que posibilita que el esfuerzo en compresión sea menor para una misma velocidad. En los vehículos de carretera, interesa utilizar una característica de amortiguamiento más blanda en compresión, esto se hace para evita la transmisión a través del amortiguador de las grandes fuerzas compresivas que se generarían en el mismo cuando la rueda se encuentra con el obstáculo.

AMORTIGUADORES TELESCÓPICOS GAS-HIDRÁULICOS

Los amortiguadores "de gas" en realidad no son "de gas", son hidráulicos y además vienen cargados con gas nitrógeno presurizado, esto significa que en lugar de quedar aire en las cámaras cuando sale el aceite hay gas nitrógeno, las ventajas que el amortiguador gas presenta:

1. evita la cavitación dentro del pistón, la cavitación se forma cuando el amortiguador trabaja intensamente y disminuye gravemente las funciones del amortiguador

2. Incrementa la velocidad de retorno, disminuye el tiempo necesario después de un impacto para que la llanta haga contacto con el pavimento.

Estas ventajas provocan mayor control sobre la dirección y frenado del vehículo. La única desventaja:

1. La suspensión del vehículo se vuelve más dura.

En cambio los amortiguadores hidráulicos son más suaves pero con menor control en las curvas.

Estos amortiguadores (hidráulicos) son muy recomendables para vehículos que se utilizan intensamente o que frecuentemente salen a autopista.




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225

FRENOS

FRONOS DE DISCO

Se encargan de transformar la energía cinética de la rueda en energía térmica que se disipa en el aire debido a la fuerza de fricción del disco con la pastilla. Cuando se tiene que hacer un uso intensivo del freno el resultante puede ser demasiada energía térmica en el disco pudiéndolo sobrecalentar y en el peor de los casos fundir el metal, para evitar eso se hacen discos ventilados.

FRENOS DE DISCO VENTILADOS

Los discos de freno al tener un uso continuo generan cierta cantidad de calor y por tanto un fenómeno determinado fadding que es traducido en una pérdida de eficacia de frenado, con lo que la respuesta de los frenos no es la misma que debería. Para intentar solventar en mayor o menor medida éste fenómeno los fabricantes han optado por perforar directamente los discos, o crear unos canales que hacen que el aire fluya a través de éstos mejorando así el enfriamiento de los discos y disminuyendo la deficiencia provocada por el uso continuado. Los discos ventilados son dos discos, pero dejando una separación entre ellos, de modo que circule aire a través de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centrifuga. Con ello se consigue un mayor flujo de aire sobre los discos y por lo tanto más evacuación de calor.

MOTOR

MOTOR DOCH

Un motor double overhead camshaft o DOHC (en español "doble árbol de levas en cabeza") es un tipo de motor de combustión interna que usa dos árboles de levas, ubicados en la culata, para operar las válvulas de escape y admisión del motor.

El motor DOHC, usa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Los motores DOHC tienden a presentar buenos registros de potencia, esto se debe a que el hecho de poder manejar por separado las válvulas de admisión y de escape permite configurar de una manera más específica los tiempos de apertura y cierre, y por ende, tener mayor fluidez en la cámara de combustión.




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Figura A1.4: Motor Doch. Fuente: Wikipedia

Ventajas

2. Facilita un elevado régimen motor, ya que elimina el arrastre de los balancines, cuya inercia mecánica dificulta el alcanzarlo.

3. Facilita la adopción de la cámara "hemisférica" (es decir las válvulas inclinadas hacia el pistón) lo cual favorece la turbulencia de la mezcla una vez comprimida, así como la entrada y la salida de los gases en la disposición de flujo cruzado (admisión y escape por diferente lado de la culata) por hacer éstos menos giro al entrar en la cámara.

4. En las aplicaciones más recientes, permite adoptar el mecanismo de corrección de fase llamado distribución variable, para facilitar el llenado tanto con baja carga como con alta carga.

5. Facilita por espacio para las levas, la adopción de 2 válvulas de escape y 2 de admisión, permitiendo mayor área de paso de válvula que con una sola, de más diámetro, y más pesada (inercia). Los motores DOHC debido a esto permiten un mejor llenado e intercambio de gases.

Desventajas

1. Mayor coste constructivo de la culata y mecanismo de distribución, se puede paliar en parte por el uso de correa en lugar de cadena.

2. Mayor dificultad para el reglaje de la holgura de válvulas.




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227

INYECCIÓN

INYECCIÓN COMMON RAIL

El sistema de common-rail o conducto común es un sistema de inyección de combustible electrónico para motores diésel de inyección directa, en el que el gasóleo es aspirado directamente del depósito de combustible a una bomba de alta presión y ésta a su vez lo envía a un conducto común para todos los inyectores y por alta presión al cilindro.

El gasoil almacenado en el depósito de combustible a baja presión es aspirado por una bomba de transferencia accionada eléctricamente y enviado a una segunda bomba, en este caso, de alta presión que inyecta el combustible a presión

La bomba de transferencia puede ir montada en la propia bomba de alta presión, accionada por el mecanismo de distribución y sobre todo en el interior del depósito de combustible. El conducto común es una tubería o "rampa" de la que parte una ramificación de tuberías para cada inyector de cada cilindro.

La principal ventaja de este sistema es que nos permite controlar electrónicamente el suministro de combustible con lo que preparar la mezcla para una óptima combustión. Esto genera un nivel sonoro mucho más bajo y un mejor rendimiento del motor.

EMBRAGUE

EMBRAGUE MONO-DISCO EN SECO

Un embrague monodisco seco está constituido por:

• Un disco de embrague.

• Prensa o placa de embrague.

• Volante motor.

• Cojinete de desembrague.

• Mecanismos para accionar el embrague.

El disco es de forma circular constituido por un disco de acero forrado en su exterior por un material antifricción (ferodo,pequeños hilos de cobre).En su interior tiene un hoyo estriado(igual cantidad de estrías que el eje primario de la caja de cambios)donde acopla con la directa de la caja de cambios, en la periferia del hoyo




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228

existen unos resortes, a veces unos topes de goma sintética, ésto es para amortiguar la torsión del motor al momento de embragar y que el esfuerzo no sea brusco.

La prensa de embrague tiene la cara rectificada donde se apoya el disco de embrague,la otra presenta un diafragma que es el que le da la fuerza para mantener oprimido el disco.

El volante está unido al cigüeñal motor por medio de pernos, está hecho de acero y rectificado. Su superficie es la que contiene el conjunto disco y prensa.

El cojinete de desembrague es el encargado de oprimir el diafragma de la prensa y liberar al disco para poder poner los cambios, es accionado por una horquilla. La horquilla es accionada por un cable que va del pedal de embrague hasta ella, o por un cilindro hidráulico que es el que recibe la presión de una bomba accionada por el pedal.

Figura A1.5: Embrague. Fuente: Wikipedia




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229

ANEXO 5: SISTERMA CONDUCTIVO DE CARGA

En el anexo 2 se presentan las definiciones de las principales figuras y elementos

relacionados con la carga de los vehículos, luego se verán los diferentes modos de

carga posibles, los diferentes tipos de conexión del VE a la red de corriente alterna. y

la interfaz de conexión entre la alimentación y el VE, por último se verá un circuito de

control PWM.

Vehículo eléctrico (VE). Vehículo de carretera eléctrico (ISO): Cualquier vehículo

impulsado por un motor eléctrico que extrae corriente desde una batería acumulador

recargable o desde otros dispositivos de acumulación de energía portátiles (recargables,

utilizando energía desde una fuente exterior al vehículo como un servicio eléctrico

público o residencial), que está fabricado principalmente para su utilización en vías

públicas, carreteras o autopistas.

Sistema de alimentación del VE (SAVE). Los conductores, incluyendo los

conductores fase, neutro y de toma de tierra de protección, los acoplamientos del VE,

clavijas de sujeción, y todos los demás accesorios, dispositivos, enchufes de salida de

potencia o aparatos instalados específicamente con el fin de suministrar energía desde el

cableado del edificio al VE y permitir la comunicación entre ellos si es necesario.

Cable de carga. Equipo que se usa para establecer la conexión entre el VE y el

SAVE. Puede estar fijado y dentro de uno de estos dispositivos, o ser desmontable.

Incluye el cable flexible y el conector y/o clavija necesaria para una correcta conexión.

Cargador. Convertidor de potencia que realiza las funciones necesarias para cargar

una batería.

Cargador que no está a bordo. Cargador conectado al cableado de la red de c.a. del

edificio y diseñado para operar fuera del vehículo. En este caso, se suministra al

vehículo corriente continua.

Cargador dedicado que no está a bordo. Cargador que no está a bordo diseñado

para su utilización con un tipo específico de VE solamente, que puede tener las

funciones o comunicación de control de carga.

Cargador de a bordo. Cargador montado en el vehículo y diseñado para funcionar

en el vehículo solamente.

Piloto de carga. El conductor en el cable que conecta la caja de control o la parte fija

del SAVE y la tierra del VE a través del circuito de control en el vehículo. Puede

utilizarse para llevar a cabo varias funciones.




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230

Para la carga del vehículo eléctrico existen 4 modos posibles:

Carga en modo 1. En este modo se realiza la conexión a lado de c.a. utilizando

tomas de corriente normalizadas de hasta 16 A en el lado de alimentación monofásicas o

trifásicas. Se pueden utilizar los conductores de fase, neutro y conductor de toma de

tierra de protección. Para permitir este modo de carga se debe asegurar la presencia de

un dispositivo de corriente residual (DCR) en el lado de alimentación.

Carga en modo 2. Se realiza la conexión a la red de c.a. utilizando igualmente tomas

de corriente normalizadas monofásicas o trifásicas utilizando fases, neutro y

conductores de tierra de protección.

Carga en modo 3. En este modo se conecta directamente el VE a la red de c.a.

utilizando SAVE dedicados donde el conductor piloto de control se extiende al equipo

permanentemente conectado a la red de c.a.

Carga en modo 4. La conexión del VE a la red de c.a. se realiza de forma indirecta

utilizando un cargador externo donde el conductor piloto de control se extiende al

equipo permanentemente conectado a la red de c.a.




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Se puede hablar de 3 tipos diferentes de modos de conexión del VE a la red eléctrica

de c.a.:

Conexión caso “A”. En este modo, la conexión entre el VE y la red de c.a. se realiza

mediante un cable de alimentación y una clavija permanentemente unidas al VE .

Figura A2.1: Conexión caso A. fuente: Norma UNE-EN 61851

Conexión caso “B”. La conexión del VE a la red de c.a. se realiza en este modo

utilizando un cable de carga desmontable con un conector del vehículo y un equipo de

alimentación en c.a.




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Conexión caso “C”. El cable de alimentación y el conector del vehículo permanecen

permanentemente unidos al equipo de alimentación como se aprecia en la figura.

Figura A2.3: Conexión caso C. Fuente: Norma UNE-EN 61851

Interfaz de conexión entre la alimentación y el VE

Existen dos tipos de conexión física entre la alimentación y el vehículo eléctrico.

Interfaz universal. Debe constar de hasta 12 contactos con una única configuración

física de posiciones de contacto. Estas posiciones serán usadas en unos modos de carga

u otros y los valores eléctricos asignados a cada posición se muestran en la siguiente

tabla.

Tabla A2.1: Tiempo de carga. Fuente. Proyecto sistemas de carga

La conexión de entrada universal del vehículo debe poder acoplarse tanto con el

conector de c.a. de alta potencia como con el conector de c.c. de alta potencia. Además

se debe asegurar mediante algún medio en la conexión de entrada del vehículo y los




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conectores de potencia que el conector de alimentación de corriente continua no puede

acoplarse con la conexión de c.a. y viceversa.

Interfaz básica. Esta interfaz constará de hasta 8 contactos de señal o potencia, las

posiciones de contacto quedarán también fijadas físicamente en el conector.El conector

de entrada básico del vehículo debe poder acoplarse tanto al conector monofásico como

al trifásico.

El circuito piloto de control está formado por el conductor piloto de control, el

conductor de toma de tierra de protección, electrónica de control del SAVE y demás

sistemas electrónicos a bordo del VE.

Figura A2.4: Circuito de control. Fuente: Norma UNE-EN 61851

Dicho circuito realiza las funciones de verificación de la correcta conexión entre el

VE y el SAVE además de asegurar la continuidad del conductor de toma de tierra. Una

vez realizada la conexión, el sistema SAVE podrá informar al vehículo eléctrico de que

la infraestructura está preparada para suministrar energía, para ello cerrará el interruptor

S1. En ese momento, cuando el vehículo esté asimismo preparado para recibir energía,

mediante el cierre del interruptor S2 se dará continuidad al circuito piloto de control

permitiendo en ese caso al equipo de alimentación cerrar el contactor principal y

comenzar la carga del VE.

En los modos de carga 2, 3 y 4 es necesaria la existencia del circuito piloto de

control. El circuito piloto de control además de ser capaz de llevar a cabo unas

funciones obligatorias puede ser capaz de realizar otras funciones adicionales que se

describen a continuación.




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Verificación de que el vehículo está correctamente conectado. El SAVE debe

ser capaz de determinar si el conector está insertado correctamente en la

conexión de entrada y conectado correctamente a un VE.

Comprobación continua de la integridad del conductor de toma de tierra de

protección. La conexión de toma de tierra del equipo del vehículo debe

proporcionar un camino de retoro para la corriente piloto de control. Se

asegurará la continuidad de la toma de tierra entre el SAVE y el propio

vehículo midiendo el flujo de corriente a través de la línea piloto.

Activación del sistema. Si se establece correctamente el circuito piloto de

control se permitirá la activación del sistema. Desactivación del sistema. Si

por cualquier motivo se interrumpe el circuito piloto de control, la

alimentación de potencia al cable de carga debe ser interrumpida pero el

circuito de control puede permanecer activado.

Selección de la velocidad de carga. Se debe proponer un medio manual o

automático para asegurar que la velocidad de carga no supera la capacidad

nominal de la red de c.a.




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DATASHEET




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Features

Thousands of cycles, 100% DOD, (normal conditions) Maintenance free Internal cell balancing Modules communicate via Battery Management

System (BMS) Rugged mechanical design with terminal covers LED battery status indicator

Automotive type connectors Enhanced SOC algorithm Increased balance to current to reduce charge time Case redesign enables stacking of units on UEV model Backward compatibility with older U-Charge models

XP Battery ModuleValence Technology delivers safe lithium iron magnesium phosphate (LFMP) energy storage solutions in standard BCI lead-acid battery sizes for a wide variety of applications.

Overview

The U-Charge® Energy Storage and Management Systems are a family of 12V and 18V battery modules and accessories. The U-Charge Battery Modules offer twice the run-time and nearly half the weight of similar sized lead-acid batteries. They are built with Valence Lithium Iron Magnesium Phosphate Technology that

cycle life resulting in low cost of ownership.

Thousands of U-Charge systems have been deployed since 2006 across numerous motive and energy storage applications. The U-Charge XP Energy Storage Systems

battery management systems. The U-Charge XP series is designed for high current, high voltage applications.

U1-12XP U24-12XP U27-12XP UEV-18XPVoltage 12.8 V 12.8 V 12.8 V 19.2 V

Nominal Capacity (C/5, 23°C) 40 Ah 110 Ah 138 Ah 69 Ah

Weight (approximate) 6.5 kg 15.8 kg 19.5 kg 14.9 kg

Dimension incl. Terminals LxWx H

197x131x183mm 260x172x225mm 306x172x225mm 269x148x261mm

BCI Group Number U1R Group 24 Group 27 N/A

Terminals, Female-Threaded 1/4-20 M8 x 1.25 M8 x 1.25 M8 x 1.25

79 Wh/kg 89 Wh/kg 91 Wh/kg 89 Wh/kg

Energy Density 110 Wh/l 139 Wh/l 148 Wh/l 124 Wh/l

Standard Discharge @ 23°C

Max. Cont Current

80 A 150 A 150 A 120 A

Max. 30 sec. Pulse

120 A 300 A 300 A 200 A

Cut-off Voltage 10 V 10 V 10 V 15 V

Standard Charge

Charge Voltage 14.6 V 14.6 V 14.6 V 21.9 V

Float 13.8 V 13.8 V 13.8 V 20.7 V

Recommended 20 A 55 A 70 A 35 A

Charge Time 2.5 hrs 2.5 hrs 2.5 hrs 2.5 hrs

DC internal resistance (max) 15 mΩ 6 mΩ 5 mΩ 10 mΩ

www.valence.com

Operating temperature -10°C to 50°C

Storage temperature -40°C to 50°C

Operating humidity 5% to 95%, non-condensing

Water/dust resistance IP56

Shock and vibration IEC61960, DIN VG96 924

Certifications FCC Class B, CE, UL1642

Shipping Classification UN 3090, Class 9

www.valence.com

AccessoriesBattery Management Systems that feature battery to battery balance control, direct control capability for up to four contactors, and CAN-Bus communications port to access monitored data.

U-BMS-LV operates at 10V - 150V U-BMS-HV operates at 100V - 450V U-BMS-SHV operates at 350V - 700V Please refer to separate datasheet on the U-BMS products or visit the U-BMS section on the website for more information.

Corporate Headquarters12303 Technology Blvd.Suite 950Austin, Texas78727

Tel (888) VALENCE or +1 (512) 527-2900Fax +1 (512) 527-2910Email [email protected]

Europe/Asia Pacific salesUnit 63 Mallusk Enterprise ParkMallusk Co.AntrimNorthern IrelandBT36 4GN

Tel +44(0) 28 9084 5400Fax +44(0) 28 9083 8912Email [email protected]

Performance may vary depending on, but not limited to cell usage and application. If cell is used outside specifications, performance will diminish. All specifications are subject to change without notice. All information provided herein is believed, but not guaranteed, to be current and accurate. Copyright © 2005-2009 Valence Technology, Inc.

Revision Date November 2008XP Battery Module Datasheet

DKD000005 A01

conversiÓn de un vehÍculo tradicional dotado de …de este modo se consigue un valor actual neto...

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