ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS : AUTO ELÉCTRICO MADE IN ITAIPÚ

La filosofía de la idea

La matriz energética basada en los combustibles fósiles tiene los días contados.De mantenerse los estándares actuales de crecimiento, se estima que China sola tendrá 1.100 millones de automóviles en 2031 y precisará 99millones de barriles de petróleo por día.Este volúmen es mayor que la producción mundial actual.

Es necesario reestructurar la economía global, con la adopción intensiva de fuentes renovables de energía y de soluciones que hagan uso de esa energía.

El vehículo eléctrico es la contribución de ITAIPÚ y sus socios a la construcción de un futuro con desarrollo sustentable.

Mediante investigación y avances tecnológicos, los vehículos accionados por electricidad se podrán transformar en una alternativa viable para el transporte colectivo e individual urbano.

Su abastecimiento es simple : solo hay que conectarlos a un toma corriente.

El Proyecto

El proyecto del vehículo eléctrico consiste en el desarrollo e investigación de vehículos accionados por energía eléctrica.

La iniciativa tiene como socios a Itaipú binacional, a Kraftwerke Oberhasli (KWO), controladora de hidroeléctricas suizas, a Fiat, a empresas de tecnología, concesionarias de energía eléctrica e instituciones de investigación de Brasil, Paraguay y Suiza.

El vehículo eléctrico no emite sustancias contaminantes y utiliza energía limpia, renovable y de bajo costo, proveniente de usinas hidreléctricas.Por esto se lo puede considerar 100% ecológico, con fuerte compromiso ambiental, en consonancia con la misión institucional de Itaipú, que es generar energía eléctrica de calidad, con responsabilidad social y ambiental, impulsando el desarrollo económico, turístico y tecnológico, sostenible, en Brasil y Paraguay.

El proyecto se inició con la firma de un acuerdo internacional de cooperación técnica entre Itaipú y KWO en agosto de 2004. Itaipú dispone hoy de dos prototipos de vehículos eléctricos.

Mediante un análisis técnico económico, se llegó a la conclusión de que la iniciativa es autosustentable para el uso en la flota propia de vehículos, lo cual también es válido para otras empresas generadoras de energía eléctrica.

En el campo académico, el proyecto posibilita el intercambio de información  y conocimiento entre institutos de investigación y universidades brasileñas, paraguayas y europeas, que actúan como catalizadores de esta nueva tecnología. Además el proyecto del vehículo eléctrico permite la capacitación de profesionales y la generación de empleos y renta.

Especificaciones Técnicas

Motor :

Tipo: ac, asincrónico, de inducción, trifásico

Alimentación : 85V/100Hz/trifásica

Potencia nominal : 15KW(21,8CV)

Potencia máxima :28KW(37,8CV)

Torque nominal : 50Newton metro(5,1Kgm)(equivalente al de un motor de combustión interna de 1.000cm3)

Torque maximo: 124Nm(12,6Kgm)

Velocidad angular nominal : 2850rpm

Velocidad angular máxima:  9000rpm

Peso : 41,5 Kg

Tracción

Delantera

Batería de Tracción

Tecnología:  Zebra (Zero Emission Battery Research Activity)

Tipo : batería de Sodio-cloruro de níquel(Na-NiCl2).

Capacidad : 19,2KWh(76Ah)

Corriente de carga : 16A

Tensión : 253V(en circuito abierto)

Mínima tensión de operación 186 V

Corriente máxima : 266A

Rango de temperatura ambiente -40 °C a +50°C
Temperatura interna:  260 °C
Peso : 165Kg

Dimensiones : 680x609x292mm

Tiempo de recarga total:  8 horas

Consumo

 Consumo de energía cada 100 km 15 kWh

Cambio de marchas

Número de marchas:  3 (adelante, punto muerto y marcha atrás)

Conversor DC/DC

Convierte la tensión de la batería de 250 V a 12V para alimentar los distintos dispositivos eléctricos del vehículo distintos del motor.

Cargador de Batería

El cargador convierte la energía de alterna de la red en energía de contínua para cargar la batería. La batería controla la cantidad de energía que el cargador le suministrará.Funciona desde un toma corriente de 127/220V de ca (50/60Hz).El conector para el cable de alterna está ubicado en el lugar donde estaría la boca de entrada al tanque de combustibla.

Inversor

Se trata de un dispositivo que incluye un micro procesador  y cuya función es convertir la energía de contínua de la batería a corriente alterna trifásica, para alimentar el motor eléctrico.

Controla el torque y la velocidad del motor mediante la variación de la frecuencia y la tensión generada.

El inversor se puede considerar como el cerebro del vehículo eléctrico, ya que recibe información de diversos sensores a fin de garantizar un control eficaz del mismo.Más de 150 parámetros pueden ser ajustados mediante el software.

Bomba de Vacío :

Crea el vacío necesario para el sistema de freno servo asistido.

Frenos

De servicio Hidráulico con comando en el pedal
Delantero A disco ventilado (Ø de 257 mm) con pinza flotante
Trasero A disco tambor (Ø de 185 mm) con zapatas autocentrantes y regulado automática

Suspensión

1) Delantera
Tipo McPherson con ruedas independientes, brazos oscilantes inferiores transversales y barra estabilizadora
Amortiguadores Hidráulicos, telescopicos de doble efecto
Elemento elástico: Resortes helicoidales

2) Trasera
Tipo Con ruedas independientes, brazos oscilantes longitudinales y barra estabilizadora
Amortiguadores Hidráulicos, telescopicos de doble efecto, tipo WET
Elemento elástico: Resorte helicoidales

Peso

En orden de marcha (Std A): 1.029 Kg
Carga útil (con conductor): 342 Kg

Dimensiones externas

Longitud: 3.827 mm
Ancho: 1.834 mm
Altura: 1.433 mm
Distancia entre ejes: 2.373 mm
Huella delantera: 1.418 mm
Huella trasera:  1.378 mm

Performance

Velocidad máxima 110 km/h
Autonomía 130 km
Aceleración 0 a 50 km/h en 7s

BATERÍA ZEBRA

Los electrodos de una batería Zebra están constituídos por sodio(Na) y por cloruro de niquel(NiCl2). Entonces la batería Zebra es llamada también batería de Sodio-cloruro de níquel(Na-NiCl2).

Batería ZEBRA

Como separador y electrolito sólido se usa alúmina-beta (Al2O3), que tiene una estructura cerámica, que se comporta como conductora para los iones de Na(+) y como un aislador para los electrones. Esta conductividad iónica se incrementa con la temperatura y por eso se ha elegido la temperatura de las baterías Zebra entre 270 y 350grados centígrados. 


Como electrolito secundario, la sal fundida de NaAlCl4 disociada en iones de Na(+) y AlCl4(-), proporciona la conducción del Na(+)entre la superficie interior de la beta-alúmina y el punto de reacción dentro del cátodo sólido y poroso de NiCl2.Durante la operación normal de carga-descarga este electrolito líquido no participa en la reacción principal electroquímica de carga y descarga :

Ni +2ClNa --------------NiCl2 + 2Na(carga)
NiCl2 +Na---------------Ni + 2ClNa (descarga)

Sólo participa cuando de produce un crack del electrolito cerámico por enfriamiento, para lograr la recuperación.

Celda de batería ZEBRA

La batería ZEBRA  ofrece  una densidad de energía y de potencia muy altas: 90 Wh/kg y 150 W/kg). El problema es que opera en un rango de temperaturas que va de 270 °C a 350 °C, lo que requiere un delicado aislamiento térmico. 

Para comparar, la batería de litio ferrofosfato  (LiFePO4) presentan de 90 a 110 Wh/kg y las más comunes baterías de Litio-Ion (LiCoO2) almacenan de 150 a 200 Wh/kg. Las baterías de Nano Litio-Titanato almacenan de 72 a 116 Wh/kg, mientras que presentan un pico de potencia de 760 a 1250 W/kg.

En Stabio, en el sur del cantón del Tesino (Suiza), se encuentra una fabrica, llamada  FIAMM SoNick, que produce baterías Zebra en serie.

Vista interior esquemática de una batería Zebra

Mediante la conexión serie y paralelo de las celdas, se arma una batería de la tensión requerida. Obsérvese el calefactor en la imágen de la izquierda.