Termocontrol en vehículos eléctricos e híbridos

El término "híbrido" como tal significa tanto mezcla como combinación. En la tecnología automovilística indica que en un vehículo se ha combinado un motor de combustión interna, con su técnica de tracción convencional, con los elementos de un vehículo eléctrico.

La tecnología híbrida es cada vez más exigente técnicamente, y es algo que se demuestra en tres pasos: comienza con la tecnología micro, pasa por la semihíbrida y llega hasta la tecnología completamente híbrida. A pesar de las diferencias técnicas, todas las tecnologías tienen en común que la batería utilizada se carga recuperando la energía de frenado.

generalmente van equipados con un motor de combustión interna convencional que lleva el sistema automático Start/Stop, y con un sistema de recuperación de la energía de frenado (llamada recuperación).

van equipados, por el contrario, con un pequeño motor eléctrico y una batería más potente. La tracción auxiliar eléctrica se emplea únicamente para ayudar al arranque y para conseguir un mayor alcance de la potencia al adelantar, es decir, para la llamada función "boost".

no sólo pueden utilizar la función "boost", sino que también pueden funcionar con energía eléctrica. Para ello, están equipados con una transmisión eléctrica completa. Sin embargo, esto requiere una batería mucho más potente que un híbrido suave.

ofrecen la posibilidad de cargar los acumuladores, por ejemplo, durante la noche. Una característica positiva de este modelo es que el habitáculo del vehículo puede climatizarse a la temperatura deseada, incluso antes de iniciar el trayecto. De este modo, el vehículo estará listo a la mañana siguiente. Dentro de los híbridos completos se encuentran los híbridos enchufables.

Los vehículos totalmente híbridos más representativos actualmente son: Toyota Prius, BMW ActiveHybrid X6 (E72) y VW Touareg Hybrid. Por el contrario, el BMW ActiveHybrid 7 y el Mercedes S400 (F04) son ejemplos de híbridos suaves.

Como se puede apreciar en la visión general, cada una de las tecnologías cuenta con diferentes funciones que contribuyen a ahorrar combustible. A continuación se presentan brevemente estas cuatro funciones.

Por definición, un vehículo eléctrico es un vehículo de motor accionado por un motor eléctrico. La energía eléctrica necesaria para su movimiento se obtiene de una batería de tracción (acumulador), es decir, no de una célula de combustible o de un extensor de autonomía. Dado que el coche eléctrico no emite ningún contaminante relevante durante su funcionamiento, está clasificado como un vehículo libre de emisiones.

En los vehículos eléctricos, las ruedas son accionadas por motores eléctricos. La energía eléctrica se almacena en acumuladores en forma de una o más baterías de tracción o de alimentación.
Los motores eléctricos controlados electrónicamente pueden suministrar su par máximo incluso con el motor parado. A diferencia de los motores de combustión interna, por lo general no requieren una caja de cambios manual y pueden acelerar fuertemente a bajas velocidades. Los motores eléctricos son más silenciosos que los motores Otto o diésel, casi libres de vibraciones, y no emiten gases de escape nocivos. Su eficiencia es muy elevada: Más del 90%.

El ahorro de peso debido a la eliminación de los distintos componentes (motor, caja de cambios, depósito) del motor de combustión se ve compensado por el peso relativamente alto de los acumuladores. Por lo tanto, los vehículos eléctricos suelen ser más pesados que otros vehículos similares con motores de combustión. La capacidad de la(s) batería(s) tiene una gran influencia en el peso del vehículo y en el precio.

En el pasado, los vehículos eléctricos ofrecían una reducida autonomía con una sola carga de batería. Recientemente, sin embargo, el número de vehículos eléctricos que pueden alcanzar distancias de varios cientos de kilómetros está aumentando, por ejemplo: Tesla Model S, VW e-Golf, Smart electric drive, Nissan Leaf, Renault ZOE, BMW i3.
Para aumentar aún más la autonomía de vehículos eléctricos, a veces se utilizan dispositivos adicionales (normalmente en forma de motor de combustión) para generar corriente eléctrica. En este caso se habla de "extensores de alcance" o "Range Extender".

Para que un vehículo eléctrico pueda funcionar con un alto grado de eficacia es necesario mantener la temperatura del motor eléctrico, de los elementos electrónicos encargados de la potencia y de la batería en un rango óptimo de eficacia. Para poder garantizarlo se precisa de un avanzado sistema de termocontrol:

Debido a su alta eficiencia, los accionamientos eléctricos emiten poco calor al medio ambiente durante el funcionamiento y nada de calor cuando están parados. Para calentar el vehículo a bajas temperaturas exteriores o descongelar los cristales, se necesitan calentadores adicionales. Éstos son consumidores adicionales de energía y tienen una gran influencia debido a su alto consumo de energía. Consumen parte de la energía almacenada en la batería, lo que tiene un efecto considerable en la autonomía, especialmente en invierno. Los calentadores eléctricos auxiliares, integrados en el sistema de ventilación, son sencillos y eficaces, pero también afectan a las reservas de energía. Por ello, ahora también se utilizan bombas de calor eficientes energéticamente. En verano también se pueden utilizar como sistema de aire acondicionado para la refrigeración. Los calefactores de los asientos y las ventanas calefactadas llevan el calor directamente a las zonas que deben calentarse y, por lo tanto, también reducen la necesidad de calefacción en el interior. Los coches eléctricos a menudo pasan sus tiempos de inactividad en las estaciones de carga. Allí, el vehículo puede ser pretemplado antes del inicio del viaje sin que suponga una carga para la batería. Durante el trayecto, se necesita mucha menos energía para calentar o enfriar. Mientras tanto, también se ofrecen aplicaciones para teléfonos inteligentes con las que se puede controlar la calefacción de forma remota.

En los vehículos eléctricos e híbridos deben montarse necesariamente componentes de alto voltaje. Todos ellos van marcados con rótulos uniformes de advertencia y con indicaciones. Además, todos los fabricantes suministran los conductos de alto voltaje en color naranja luminoso.

El siguiente procedimiento se emplea cuando se trabaja en vehículos con sistemas de alta tensión:
1. Realizar la conexión sin que haya tensión
2. Asegurarse de que no sea posible una reconexión
3. Garantizar que no haya tensión

¡Tenga en cuenta las especificaciones del fabricante del vehículo y nuestros consejos para el Taller!

En los conceptos actuales de tracción en motores de combustión interna, la climatización del habitáculo depende directamente del funcionamiento del motor debido a que el compresor es accionado de manera mecánica. En los vehículos conocidos por los expertos como micro-híbridos y que solamente disponen de la función Start-Stop, también se emplean compresores con transmisión por correa. De ahí surge la problemática de que, sólo 2 segundos después de parar el vehículo y apagar el motor, sube la temperatura de salida del evaporador del aire acondicionado. El aumento progresivo de la temperatura del aire de salida de la ventilación, así como también el aumento de la humedad del aire, no es algo agradable para los ocupantes del vehículo.

Para solucionar este problema, se pueden emplear en el futuro acumuladores de frío de nuevo desarrollo, es decir, los llamados evaporadores acumuladores.

Los conductores de vehículos con sistemas de alta tensión (HV) no están expuestos a ningún riesgo eléctrico directo, ni siquiera en caso de avería. Los fabricantes de vehículos toman gran número de medidas para asegurar el sistema de HV.

La asistencia en caso de averías para vehículos con sistemas de HV también es inofensiva, siempre y cuando no sea necesaria ninguna intervención en el sistema de HV para eliminar fallos.

Sin embargo, existen peligros en caso de avería o de remolque de vehículos que se encuentren dañados por un accidente o que deban ser remolcados desde la nieve o desde el agua. Aunque la seguridad intrínseca de los vehículos para protegerse contra los peligros de descargas eléctricas o arcos voltaicos es muy alta, no existe una seguridad completa o al 100% para cada caso de concreto de avería. En caso de duda, debe tenerse en cuenta o solicitarse la información correspondiente del fabricante del vehículo.

La asistencia en caso de averías para vehículos eléctricos e híbridos puede ser proporcionada por cualquier persona que haya sido formada especialmente para este propósito. Por lo tanto, el personal de asistencia en carretera recibe instrucción en cuanto a la estructura y el funcionamiento de vehículos con sistemas de alta tensión. Para el trabajo no electrotécnico se aplican los requisitos y condiciones específicos de cada país. (Para Alemania se aplica la información DGUV 200-005 "Cualificación para trabajos en vehículos con redes de alta tensión" (antes BGI 8686). Tenga en cuenta las condiciones específicas de cada país.)

Deben respetarse de modo estricto las indicaciones del fabricante. Sólo unos pocos vehículos pueden ser puestos en marcha mediante un arranque externo a través de la red de a bordo de 12/24 V DC. Después de la desconexión, pueden existir tensiones residuales peligrosas que no se descargan a través de resistencias de descarga continua. Antes de abrir el vehículo, tenga en cuenta las instrucciones del manual de instrucciones y/o la información técnica del fabricante del vehículo.

• Los vehículos sin daños se pueden cargar generalmente en un vehículo de recuperación (vehículo de plataforma).
• Cuando se remolque con una barra o cuerda, se deben observar las especificaciones del fabricante.
• Para recuperar los vehículos de forma segura, se deben tener en cuenta todas las medidas del capítulo "Asistencia segura con vehículos eléctricos".
• Si el vehículo es remolcado/recuperado con un cabrestante, no se debe colocar ningún componente de HV en el área de los puntos de enganche, ya que puede resultar dañado. Estas precauciones también son válidas cuando el vehículo sea elevado con un gato o una grúa de carga.