Conversión de vehículos menores a gasolina en eléctricos utilizando acumuladores de hidrógeno para mejorar su eficiencia energética

Abstract

Este trabajo presenta una estrategia para convertir un vehículo menor a gasolina a un vehículo eléctrico que opere con una pila de hidrogeno denominada a Combustible con Membrana de Intercambio Protónico (PEM). El vehiculo menor convertido con baterias recargables tiene problemas de autonomía, al recargarse entre 4 y 12 horas si se efectúa en el garaje. Para el cálculo de la potencia necesaria se recolectaron los datos de un vehículo menor que recorre el distrito de Villa el Salvador, considerando el ciclo de manejo ECE 15, el cálculo del motor eléctrico, las placas necesarias así como su superficie efectiva de contacto, tensión e intensidad eléctrica en la baterla de hidrogeno PEM se consideró la hoja de cálculo Excel, el entorno de programación Simulink mathlab, Python, Freecad, Sketcher y Gmsh para los diseños de la motocicleta y batería, logrando disminuir el consumo de energía y aumentando la eficiencia energética del vehículo menor. El acumulador de hidrogeno tiene una alta densidad energética volumétrica comparada con las demás batería, tiene una nula producción de C02, desaparece la contaminación ambiental y sonora, así como los gases de efecto invernadero. Los motores de combustión interna presentan una eficiencia menor al 25% y una alta contaminación atmosférica, acústica, los vehículos menores convertidos en eléctricos con acumuladores de hidrogeno llegaron a tener 9 horas de autonomía para su manejo y alcanzaron una eficiencia de hasta el 71%.

A strategy to convert a gasolina litle vehicle that operate with a hydrogen cell called to that fuel with Proton Exchange Membrana (PEM) is purpose of this research, the litle vehicle with MCI, transforn to electric with rechargeable batteries, presents problems autonomy, when recharging between 4 and 12 hours if done in the garage. To calculation of the necessary power, the data of a litle vehicle that runs through the district of Villa el Salvador was collected, considering the ECE 15 driving cycle, the calculation of the electric motor, the necessary plates as well as its effective contact surface, voltage and electrical intensity in the PEM hydrogen battery is considerad the Excel spreadsheet, the Simulink mathlab, Python, Freecad, Sketcher and Gmsh programming environment for the motorcycle and battery designs, managing to reduce energy consumption and increase efficiency of the minor vehicle The Hydrogen accumulator has a high volumetric energy density compared to other batteries, it has zero C02 production, environmental and noise pollution disappears, as well as greenhouse gases. Internal combustion engines have an efficiency of less than 25% and high atmospheric and acoustic pollution, smaller vehicles converted to electric with hydrigen accumulators had 9 hours of autonomy for their operation and reached an efficiency of up to 71 %.