ADAPTACIÓN DE UN BUGGY CONVENCIONAL A · PDF fileRESUMEN DEL PROYECTO La finalidad de este proyecto consiste en el estudio de la ... En cuanto al presupuesto final de la modificación

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)

INGENIERO TÉCNICO MECÁNICO

ADAPTACIÓN DE UN BUGGY CONVENCIONAL A

ELÉCTRICO PARA SU PARTICIPACIÓN EN

COMPETICIONES TIPO PANAFRICA 2012

Autor: Cristina Martín-Borregón Musso

Director: Juan de Norverto Moriñigo

Madrid

Mayo de 2012

ADAPTACIÓN DE UN BUGGY CONVENCIONAL A ELÉCTRICO PARA SU

PARTICIPACIÓN EN CARRERAS TIPO PANAFRICA

ADAPTACIÓN DE BUGGY CONVENCIONAL A ELÉCTRICO

PARA SU PARTICIPACIÓN EN COMPETICIONES TIPO

PANAFRICA 2012.

Autor: Martín-Borregón Musso, Cristina

Director: de Norverto Moriñigo, Juan

Entidad Colaboradora: ICAI - Universidad Pontificia Comillas

RESUMEN DEL PROYECTO

La finalidad de este proyecto consiste en el estudio de la conversión de un vehículo

convencional a eléctrico para su participación en carreras tipo Panafrica. Para ello se

estudiarán sus condiciones de trabajo para poder conocer la potencia, autonomía y

demás prestaciones que necesita para poder elegir en detalle los componentes que

utilizaremos para la conversión, con el objetivo de poder ejercer su función lo más

adecuadamente posible.

Las motivaciones que han llevado a desarrollar este proyecto son variadas, entre ellas

un estudio de la eficiencia energética en vehículos eléctricos ya existentes, con el

objetivo de examinar distintas opciones y conseguir una mejora en su diseño. Además,

con este tipo de vehículos se promueve el respeto por el medio ambiente, al reducir la

contaminación tanto acústica como por los carburantes utilizados. Por otro lado,

pensando en un futuro, será bueno encontrar alternativas a los combustibles de hoy en

día, debido, entre otras cosas, a la inestabilidad en los precios de estos en el mercado

internacional.

Antes de comenzar con el proyecto en sí, con la elección de los distintos componentes

que incluiremos en el buggy, hay que hacer un estudio minucioso del itinerario



característico de este tipo de competiciones, debido a que dichos recorridos resultan

irregulares y con fuertes cambios de pendiente y tipos de suelo, lo que habrá que tener

en cuenta a la hora de calcular potencias, ya que las velocidades pueden cambiar

bruscamente, y con ello las aceleraciones. De esta manera se aseguran datos más

fiables en los que basar el estudio.

Una vez obtenidos todos estos datos, se calcula la potencia necesaria a lo largo de

todo el recorrido, con el objetivo de averiguar la energía que se necesita. Para lograr

esto, se lleva a cabo una simulación mediante un modelo matemático en el que se

podrán incluir distintos parámetros necesarios para un mayor ajuste a la situación real.

Dichos parámetros se evalúan anteriormente para conseguir un óptimo

funcionamiento.

Con el fin de asegurar los datos obtenidos de diseño, se mayorarán los resultados

para asegurar una mejor precisión en la elección de los elementos, y así evitar

posibles errores.

En cuanto al presupuesto final de la modificación del buggy, se tendrán en cuenta

tanto los precios de venta de cada uno de sus componentes y la mano de obra como

posibles recambios de algunas de las piezas, como pueden ser baterías de repuesto,

necesarios para su correcto funcionamiento. Este precio se singulariza por ser menor

al precio de un vehículo nuevo de estas características.

Vale la pena decir que saber que un vehículo con estas prestaciones resulta viable

tanto técnica como económicamente puede jugar un papel importante no tanto a la

hora de venderlo sino a la hora de estudiar más en profundidad este campo.

Es importante destacar que, hoy en día, hay una sensibilidad especial ante las

emisiones de todo tipo de transportes, nociva para el medio ambiente. Y no tardarán

en aparecer restricciones en contra de la contaminación, que serán difíciles de superar

por vehículos convencionales, por lo que es bueno anticiparse realizando un estudio

íntegro del vehículo eléctrico.

Por último, cabe decir que aun hay un largo camino para poder comparar un vehículo

eléctrico con uno de combustión. Es posible que poco a poco se muestren ayudas por



parte de las administraciones para investigar esta materia. Así como distintos

beneficios para sus atrevidos compradores, con el fin de hacer más asequible su

compra e integrar por completo este vehículo en la sociedad.





BUGGY MODIFICATION FROM CONVENTIONAL TO ELECTIC

FOR ITS PARTICIPATION ON RACES SUCH AS PANAFRICA

2012

PROYECT SUMMARY

The main purpose of this proyect consists on studying a possible conversion of a

conventional buggy into an electric one so it can take part in races like the Panafrica.

For doing so, we will study its working conditions so that we can find out its

requirements concerning power, autonomy and other important information so that we

can choose correctly and in detail the components we will be using for its conversion in

order to make it work in the most efficient and adequate possible manner.

The motivations that arise to develop this project are of different kinds; between them is

the study of the energetic efficiency in electric vehicles with the objective of examining

the different options in design and hence improving its global design and construction.

Another important motivation is the low environmental impact these cars have. Electric

cars pollute less both acoustically and environmentally.

Also mention that projects like this will be more and more important as time passes,

since there is an urge to find alternatives to the fossil fuels we currently use, mainly due

to their contamination levels and also for its price instability in the global markets.

Before starting to choose the different components we will place in the new electric

vehicle, we need to do a thorough study of the type of path and terrain the buggy will

be facing in competitions such as the Panafrica, where the track will have strong slopes

and unleveled surface. Such conditions will be taken into account when calculating the

power the electric motor will need to provide since the speeds of the vehicle will

change drastically from one point to another and so will the accelerations needed. By

taking these factors into account we ensure a more reliable basis on which to start our

project.

Once we obtain all of the data, with the purpose of finding out the energy we will need,

we go on to calculating the necessary power that will be used in the entire route. To do

this we will make a simulation with the aid of a mathematic model in which we will



include the different parameters we consider that will make the final result the most

reliable and realistic. Such parameters will be evaluated previously to obtain an

optimum result.

With the purpose of ensuring that the design data obtained is correct, we will add a

coefficient of security to the data to make the choice of elements as precise as

possible, avoiding the addition of any possible error.

Regarding the final budget for the modification of the vehicle, we will take into account

the selling prices of each of its components and the labour hours needed for possible

spare parts, such as the spare batteries needed. This price is unique as it is lower than

purchasing a new electric vehicle of the same characteristics.

We must say that a vehicle with these features is feasible both technically and

economically, and can play an important role not only at the time of selling it but also

when studying into more depth this sector.

It is important to say that, nowadays, there is an important awareness of contaminating

emissions and a global thought of its perils for the eco system. It won’t be long until

important restraints and restrictions are made upon such emissions from conventional

vehicles, so it is wise to anticipate to this change by analysing possible alternatives,

being the study of the electric vehicle the most important one.

To conclude, it comes without saying that there is still a big difference when comparing

an electric car with an internal combustion vehicle. It is possible that with the passing

time, administrations and other public authorities can subsidise investigations in this

area, as well as give benefits for those keen to purchase eco friendly vehicles, with the

main purpose of introducing more and more this technology in our society.



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1

DOCUMENTO I

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2



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3

Contenido:

Capítulo 1: Introducción ......................................................... ……………11

Estudio de los trabajos existentes…………………………………….…11

Motivación del proyecto……………………………………………….….15

Objetivos…………………………………………………………………...17

Metodología / Solución desarrollada……………………………………19

Recursos / herramientas empleadas…………………………………...21

Capítulo 2: Experimentos realizados y resultados .................................... 23

Capítulo 3: Resultados ............................................................................. 33

Capítulo 4: Componentes eliminados o sustituidos .................................. 69

Capítulo 5: Componentes elegidos .......................................................... 83

Capítulo 6: Presupuesto ........................................................................... 91

Capítulo 7: Riesgo eléctrico...................................................................... 97

Capítulo 8: Conclusiones ....................................................................... 107

Capítulo 9: Futuros desarrollos .............................................................. 109

Parte II: FINANCIACIÓN ........................................................................ 113

Capítulo 1: Financiación ......................................................................... 115

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 119

Parte III: DATASHEETS ......................................................................... 121



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5

Índice de ilustraciones:

Ilustración 1: AMP-ATV de epic electric vehicles .................... 11

Ilustración 2: Volcano electric de Ningbo .......................... 12

Ilustración 3: 4x4 en carrera del Dakar ........................... 13

Ilustración 4: ruta escogida .................................... 23

Ilustración 5: Datos de la ruta total. .............................. 24

Ilustración 6: Datos de 1km cualquiera. ........................... 24

Ilustración 7: Gráfica altura-distancia. ............................ 25

Ilustración 8: Gráfica pendiente-distancia ......................... 26

Ilustración 9: Gráfica velocidad-distancia .......................... 26

Ilustración 10: Gráfica aceleración-distancia ....................... 27

Ilustración 11: Fuerzas que actúan sobre un vehículo en movimiento ..... 28

Ilustración 12: Calculo de la velocidad promedio .................... 31

Ilustración 13: Cálculo del área ................................. 34

Ilustración 14: Gráfica potencia-distancia .......................... 35

Ilustración 15: Gráfica potencia aerodinámica ...................... 36

Ilustración 16: Gráfica potencia de la resistencia de rodadura ........... 36

Ilustración 17: Gráfica potencia ascensional ....................... 37

Ilustración 18: Gráfica de potencia en la aceleración ................. 38

Ilustración 19: Gráfica energía-distancia .......................... 39

Ilustración 20: Gráfica Energía consumida ......................... 39

Ilustración 21: Velocidad angular................................ 40

Ilustración 22: Par motor ...................................... 41

Ilustración 23: Energía en función del peso ........................ 42

Ilustración 24: Energía de las baterías en función de la distancia ........ 44

Ilustración 25:Comparativa potencia aerodinámica inicial y final ......... 50

Ilustración 26: Comparativa de potencias de resistencia a la rodadura inicial y

final ..................................................... 51

Ilustración 27: Comparativa de la potencia ascensional ............... 51



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6

Ilustración 28: Comparativa de la potencia de aceleración ............. 52

Ilustración 29: Velocidad angular final ............................ 52

Ilustración 30: Par del motor ................................... 53

Ilustración 31: Gráfica energía-distancia definitiva ................... 59

Ilustración 32: Vista general del buggy ........................... 63

Ilustración 33: Vista frontal del buggy ............................ 63

Ilustración 34: Vista de perfil del buggy ........................... 63

Ilustración 35: Vista general del buggy ........................... 64

Ilustración 36: Vista trasera del buggy ............................ 63

Ilustración 37: Vista lateral del buggy ............................ 65

Ilustración 38: Vista superior del buggy ........................... 63

Ilustración 39: Vista general con elementos incluidos ................. 66

Ilustración 40: Vista trasera con elementos incluidos ................. 66

Ilustración 41: Vista lateral con elementos incluidos .................. 67

Ilustración 42: Vista superior con elementos incluidos ................ 63

Ilustración 43: Caja de cambios ................................ 69

Ilustración 44: Bomba de aceite ................................ 70

Ilustración 45: Bomba de agua ................................. 70

Ilustración 46: Alternador ..................................... 63

Ilustración 47: Motor de arranque ............................... 71

Ilustración 48: baterías de arranque ............................. 72

Ilustración 49: Cuadro de control de un vehículo convencional .......... 73

Ilustración 50: Display eléctrico ................................. 73

Ilustración 51: Motor de corriente continua ......................... 75

Ilustración 52: Motor de corriente alterna .......................... 76

Ilustración 53: Baterías ion-litio ................................. 78

Ilustración 54: SOC de una batería en función de la temperatura ........ 80

Ilustración 55: Sistema controlador .............................. 81

Ilustración 56: Motor ME1003 .................................. 84

Ilustración 57:Controlador elegído ............................... 85



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Ilustración 58: Células individuales .............................. 87

Ilustración 59: Pack de baterías elegído .......................... 88

Ilustración 60: Extensor de autonomía ............................ 89

Ilustración 61: Extras del buggy ................................ 92

Ilustración 62: Tarifa endesa 1 de Abril de 2012 ..................... 94

Ilustración 63: Tarifa Kwh de iberdrola para el primer trimestre de 2012

publicadas en la BOE ........................................ 95

Ilustración 64: resistencia en función de la tensión .................. 101

Ilustración 65: Intensidad de corriente frente a tiempo de exposición ..... 102

Ilustración 66: Efectos en organismos por corriente continua .......... 103

Ilustración 67: Fusibles e interruptor ............................ 105

Ilustración 68: Panel fotovoltaico flexible ......................... 110

Ilustración 69: Motor de aire comprimido ......................... 111

Ilustración 70: Sistema de recarga rápida estandar ................. 112



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Índice de tablas:

Tabla 1: Excel ............................................. 25

Tabla 2: Valores iniciales ..................................... 33

Tabla 3: Potencia en función de la masa .......................... 40

Tabla 4: baterías en función del peso ............................ 42

Tabla 5: Potencia del motor en función del peso .................... 43

Tabla 6: Peso definitivo ...................................... 45

Tabla 7: Potencia del motor definitiva ............................ 45

Tabla 8: Potencias definitivas .................................. 46

Tabla 9: Energía definitiva .................................... 54

Tabla 10: Pilas de hidrógeno .................................. 60

Tabla 11: Ficha técnica del buggy de combustible ................... 62

Tabla 12: Peso de los elementos retirados ........................ 89

Tabla 13: Peso de los elementos añadidos ........................ 90

Tabla 14: Precio elementos retirados ............................ 91

Tabla 15: Precio elementos añadidos ............................ 93

Tabla 16: Efectos sobre el organismo en función de la intensidad ........ 94

Tabla 17: Tiempo de contacto en función de la intensidad ............. 94

Tabla 18: resistencia en función de la tensión ...................... 94



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Capítulo 1: Introducción

Estudio de los trabajos existentes

A día de hoy en España podemos encontrar muy pocos vehículos eléctricos de las

características que se buscan en este trabajo. La gran mayoría son quads para niños

que cuentan con poca potencia y autonomía.

Puesto que este estudio se centra en un buggy de distintas características a las

encontradas en vehículos españoles, es necesario acudir a fabricantes de otros países

que ya han desarrollado proyectos similares al que se busca en este trabajo.

El fabricante epic electric vehicles ha sacado al mercado el modelo AMP-ATV:

Este vehículo cuenta con una potencia máxima de 40kw y un pack de baterías de

14,4kwh con las que alcanza una autonomía de 96,5 km alcanzando una velocidad

máxima de 80km/h. El peso total del cuadriciclo es de unos 550kg.

Llevando este ejemplo a la competición de la panafrica, su gran fuerte es la alta

velocidad que es capaz de alcanzar, sin embargo, a consecuencia de esto, la energía

de las baterías que se requiere es mayor por lo que es necesario disponer de puntos

Ilustración 1: AMP-ATV de epic electric vehicles



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12

de carga de las baterías más frecuentemente. Esto supone una gran desventaja

debido a que las etapas de esta carrera rondan los 340km.

Otro buggy de características similares a las que se busca es el Volcano Electric,

fabricado por la marca Ningbo, tiene una potencia nominal de 7,5kw con la que

alcanza los 70 km/h y trabaja con baterías de silicio de 130Ah a una tensión 72v. El

peso del buggy es de 580kg.

Este vehículo dispone de grandes baterías con las que es capaz de almacenar mucha

energía pero tiene los inconvenientes del peso y su baja potencia, por lo que no

conseguirá alcanzar la autonomía deseada.

Por último, se encuentra un todoterreno que ha competido en la conocida carrera del

Dakar.

Los responsables que llevaron a cabo este proyecto tuvieron la intención de realizar su

4x4 completamente eléctrico, pero debido a su inviabilidad optaron por colocar un

extensor de autonomía.

De esta manera han conseguido un vehículo de 180kw que alcanza los 140km/h.

Consigue una autonomía de 150km usando solo la energía de las baterías, las cuales

están colocadas por todo el vehículo, incluyendo los asientos de los pilotos, que están

rellenos de estas.

Ilustración 2: Volcano electric de Ningbo



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Se puede observar que aunque se empiezan a realizar más estudios sobre este tema,

aun falta mucha investigación en este campo para conseguir un buggy eléctrico de

prestaciones similares a las de uno de combustible e igualmente competente.

Ilustración 3: 4x4 en carrera del Dakar



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Motivación del proyecto

Según un estudio de consumo energético a nivel mundial en el 2004, el 86.5% de la

energía consumida en el mundo es proporcionada por combustibles fósiles. Una

dependencia ciertamente preocupante cuando sabemos que estos se consumirán en

unos 200 años.

El mundo no se puede mover sin energía, por lo tanto es muy necesario establecer

alternativas a los combustibles fósiles. La motorización de vehículos a eléctricos es

cada vez más común, y es una solución lógica al problema contaminante y de precio

que ofrece el combustible. Hoy en día el mercado de los coches eléctricos está

empezando a hacerse hueco, lentamente de momento, principalmente porque para los

compradores hay dos grandes problemas: el precio, y la autonomía. Es por ello que es

muy interesante poder hacer un estudio e invertir tiempo y esfuerzo en estudiar esta

alternativa. Si con estudios como este se puede llegar a prototipos mas autónomos y

con materiales más baratos, supondrá una clara ventaja competitiva, y permitirá a la

marca que consiga hacerlo captar al mercado de coches eléctricos.

Desarrollar tecnologías solidarias con el medio ambiente es también otra gran

motivación de este proyecto. Bien es sabido por todo el mundo que cada vez más se

busca ser respetuoso con el ambiente, proyectos como estos no solo dan la

oportunidad de establecer alternativas a motores puramente de combustión si no que

también ofrece una solución más solidaria con el medio ambiente.

A esto le tenemos que añadir el hecho de que la norma europea sobre las emisiones

va cambiando a cada vez una tolerancia menor de emisiones, siendo la última

resolución para los nuevos coches de 2012 donde solo se les tolerará 120 gramos de

CO2 por kilómetro (“que se miden de acuerdo a la Directiva de la Comisión

93/116/CE”) queriendo conseguir en 2020 menos de 95g/km. Sin duda el desarrollo de

alternativas eléctricas ayudará a cumplir con estos objetivos y es la evolución lógica a

los combustibles.

Sin duda otra ventaja de utilizar coches eléctricos es el ahorro en el consumo.

Actualmente el precio de los combustibles fósiles está en constante alza, y son



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16

controlados por unos pocos. La alternativa que ofrece un coche eléctrico es más

económica en cuanto a la recarga de energía.



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Objetivos

El objetivo principal de este proyecto es entender el funcionamiento de un coche

eléctrico. Para ello hay que elegir un vehículo de combustible y estudiar las distintas

posibilidades de un coche eléctrico con el fin de adaptarlo.

Para conseguir lo dicho anteriormente se elegirá una ruta y se analizará para poder

optimizarla lo máximo posible. Una vez definidas las longitudes de las etapas que

compondrán la ruta habrá que realizar un estudio de la energía requerida en cada una

de ellas. Con esto se consigue conocer los puntos críticos del trayecto donde se

necesita más potencia o hay más velocidad o aceleración. Estos puntos son

necesarios para el dimensionamiento del motor en primer lugar y de las baterías y

demás componentes en el segundo.

Como se ha mencionado arriba, el objetivo final del proyecto es el correcto

dimensionamiento del motor y de las baterías, debido a que son los componentes más

importantes y con los que habrá que tener especial cuidado al llevar a cabo la

modificación.

El motor será lo primero que habrá que elegir, debido a que es el elemento que

asegura el correcto funcionamiento del buggy proporcionando el par y la potencia

necesarios. Se le exigen unas prestaciones concretas que aseguren los requisitos de

uso. Tendrá que ser un elemento fiable y deberá estar protegido debidamente para

evitar averías a lo largo del trayecto.

Por otro lado se encuentran las baterías. Son tan importantes como el motor debido a

que tendrán que almacenar la energía necesaria para conseguir la autonomía

deseada.

Así como se dimensiona la capacidad de estas, también habrá que valorar su peso y

donde deberán estar situadas, debido a que son el elemento más pesado que hay en

el buggy e influirán tanto en su estabilidad como en su dinámica.

Puesto que las baterías no tienen carga suficiente para funcionar durante todo el



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18

trayecto sin ser recargadas, habrá que incluir un extensor de autonomía, que servirá

para alargar la vida de estas sin tener que parar a cargarlas.

Por último, otro elemento menos importante que los citados anteriormente, pero que

también se tendrá que valorar es el controlador.

El controlador ayudara a llevar un registro del funcionamiento de las baterías, saber si

están trabajando correctamente y conocer en cada momento su nivel de carga.

Tras las modificaciones realizadas se requiere un estudio económico para examinar la

rentabilidad del proyecto y con ello saber si se puede competir con los productos ya

existentes.



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Metodología / Solución desarrollada

Para conseguir el objetivo propuesto en este trabajo se han seguido una seria de

pautas que se explicarán a continuación:

Definir los objetivos

Qué es lo que se pretende, como se llegará a conseguirlo y establecer un límite

de tiempo para cumplir con ello a tiempo.

Recopilar información

Ver el tipo de carrera a la que el cuadriciclo tendrá que enfrentarse. Una vez

hecho esto, buscar información de estudios anteriores que estén relacionados y

buscar similitudes.

Buscar una ruta existente

Conocer las necesidades que tendrá el buggy en cada momento, basando el

análisis en un caso real.

Realizar los cálculos pertinentes y las simulaciones

Ver la potencia que se necesita para dimensionar el motor, así como la energía

que tendrá que haber en las baterías para cumplir el itinerario.

Analizar qué es lo que se necesita para el punto del trayecto más desfavorable

Obtener los puntos de máximo régimen en cuanto a potencia y energía para

así poder dimensionar los elementos a incluir en el buggy.

Analizar los resultados

Repasar los cálculos para asegurar que son coherentes con las posibilidades

que ofrece el mercado.

Búsqueda de los componentes a utilizar

Conociendo las exigencias de potencia y energéticas del itinerario, elegir los

componentes que se añadirán que más se ajusten a lo que se necesita,

siempre atendiendo a las posibilidades del mercado y a la viabilidad física del



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20

buggy.

Estudio económico y viabilidad del proyecto

Una vez elegidos los componentes realizar un estudio económico del proyecto

para valorar si el precio que se ofrece es competitivo.

Conclusión final



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Recursos / herramientas empleadas

Los recursos que se han empleado son:

Distintas webs especializadas y fehacientes de fabricantes de los distintos

componentes que forman un cuadriciclo.

Webs técnicas de proyectos similares.

Bibliografía de vehículos eléctricos.

Colaboración del profesorado de ICAI.

Información obtenida de profesionales en ecocity.

Las herramientas empleadas han sido:

Internet para la toma de datos.

Microsoft Excel para la realización de cálculos y gráficos de simulación.

Programa Autocad para la realización de los planos.



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22



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23

Capítulo 2: Simulaciones realizadas y resultados

En este capítulo se van a tratar de explicar minuciosamente las pautas a seguir para

obtener los datos necesarios, así como los cálculos realizados a lo largo de este

estudio y los diferentes resultados que se han ido obteniendo.

Lo primero de todo fue buscar una ruta real en la que basar el estudio. Para ello se

buscó en internet una ruta de entre 150 y 200km que hubiese realizado otra persona y

que hubiese registrado cada cierto tiempo la velocidad, la pendiente del terreno y el

tiempo que tardó en realizar el trayecto.

Dicho recorrido tenía que ser por un camino sin asfaltar y siempre teniendo en cuenta

las distintas dificultades que se podrían encontrar, así como paradas o tramos de baja

velocidad por obstáculos del terreno, debido a que, de esta manera, se simula con

mayor exactitud una ruta real en una carrera tipo Panafrica.

La toma de datos que se registró fue de un vehículo 4x4 que realizo una ruta de

161km entre los pueblos Vidangoz y Yaso, al noreste de la península.

Ilustración 4: ruta escogida



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24

Estos datos se tomaron cada kilometro, lo que hace un total de 161 tramos de 1km en

los que se anotaban datos como la altura tanto inicial como final del tramo, los

ascendios y descendios, el desnivel del terreno, alturas máxima y mínima, la

pendiente, el tiempo y las velocidades inicial y final.

Ilustración 5: Datos de la ruta total.

Ilustración 6: Datos de 1km cualquiera.



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25

Todos estos datos se recopilaron en una hoja de cálculo para poder obtener después

las tablas y gráficos necesarios para el desarrollo del proyecto. Una muestra del Excel

realizado es:

Las gráficas más representativas son:

Como se puede observar en estos gráficos la altura máxima es superior a 800m,

altura que se llega a alcanzar en dos puntos del tramo. Por otra parte, la altura mínima

es de unos 450, y esta se alcanza en varios puntos a lo largo del trayecto.

0

200

400

600

800

1000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

altu

ra (

m)

distancia (km)

Altura-Distancia

Altura-Distancia

Ilustración 7: Gráfica altura-distancia.

Tabla 1: Excel



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26

La pendiente toma sus valores máximo y mínimo en dos puntos muy próximos cerca

del kilometro 60. Estos son de 38,6% y -29,6% respectivamente. Ambas son

pendientes muy pronunciadas pero que no tienen porqué coincidir con las velocidades

máxima o mínima del recorrido.

En cuanto a la velocidad, la máxima tomada fue de 60km/h, la que resulta muy

apropiada para la velocidad real capaz de alcanzar un cuadriciclo. Esta velocidad solo

se alcanza en un punto, el cual coincide con el de mínima pendiente. Y se aproxima a

este valor en otras dos ocasiones, con pendientes de -4,8 y -3,1 %. Aquí se contempla

como los picos de velocidad se alcanzan en tramos de bajada.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100 120 140 160

velo

cid

ad (

km/h

)

distancia (km)

velocidad-distancia

velocidad-distancia

Ilustración 9: Gráfica velocidad-distancia

-40

-20

0

20

40

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 Pe

nd

ien

te (

%)

Distancia (km)

Pendiente-Distancia

pendiente

Ilustración 8: Gráfica pendiente-distancia



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La velocidad mínima es de 0km/h y solo se llega a ella al principio y al final del

trayecto.

Ilustración 10: Gráfica aceleración-distancia

Como se puede apreciar en esta gráfica, la aceleración esta en continuo cambio,

debido en gran parte, a las imposiciones del terreno.

A la vista de lo mencionado anteriormente, podemos concluir que la ruta escogida para

este estudio es muy apropiada, debido al amplio rango que existe tanto en pendientes

como en velocidades o aceleraciones, lo que se aproxima mucho tanto a las

condiciones normales de trabajo de un cuadriciclo como a lo que se encontrará en una

carrera como la panafrica.

La toma de estos datos ha sido necesaria para una correcta elección de los

componentes a sustituir en el buggy.

Para poder elegirlos se tiene que simular el comportamiento tanto del motor como de

las baterías a lo largo del itinerario y una vez visto que se necesita para cumplir el

tramo, dimensionar dichos componentes. Debido a que esta será una simulación

teórica, habrá que sobredimensionar los componentes para que no haya ningún fallo

en la práctica.

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

ace

lera

ció

n (

km/h

^2)

distancia (km)

Aceleración-Distancia

Aceleración



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28

Las fuerzas que se introducen en el modelo son:

Para realizar un modelo más realista se introducen todas las fuerzas que actúan sobre

un vehículo en movimiento:

Resistencia aerodinámica al avance:

2

2

1VACF fxxa

Siendo: ρ = densidad del aire

V = velocidad ponderada del vehículo

Af = Área frontal del vehículo

Cx = Coeficiente de penetración del vehículo

Resistencia a la rodadura: Fundamentalmente causada por la histéresis de los

materiales del neumático debida a las deformaciones de la carcasa durante la

rodadura, aunque también contribuyen la fricción entre el neumático y el suelo por

Ilustración 11: Fuerzas que actúan sobre un vehículo en movimiento



MEMORIA

29

deslizamiento, la fricción debida a la circulación de aire en el interior del neumático y la

pérdidas por ventilación causadas por la rotación del neumático en el ambiente.

CosgmfRrtRrdRr r

Siendo:

fr = coeficiente de rodadura. En realidad depende de la velocidad, pero

la simplificación no introduce demasiado error y facilita los cálculos.

m.g = peso del vehículo

θ= ángulo de la pendiente del terreno.

En este caso se ha escogido un valor de Crr de 0,06.

Resistencia gravitatoria: Es la componente del peso en dirección paralela a la

superficie de rodadura.

SengmRg

Fuerza aerodinámica de sustentación: No se suele considerar por su pequeño valor

en vehículos convencionales

2

1 2VACF fxZA



MEMORIA

30

Que en su componente en la dirección paralela al vehículo:

2

1 2 SenVACF fxZA

Potencia: necesaria para mover el vehículo a una velocidad V.

VCosgmfVACSengmPot rfx

2

2

1

Fuerza resistente total: ha de ser vencida por la que comunica el motor al vehículo.

El motor transmite la potencia en forma de par y velocidad angular.

total

ricomotorelectT

PotenciaF

Luego a velocidad constante se debe cumplir:

CosgmfVACPotencia

rfx

total

ricomotorelect 2

2

1

Esto es lo que se utilizará para dimensionar el motor en el punto de mayor velocidad.

Nota:

Como velocidad promedio no se puede introducir la media aritmética entre la

velocidad inicial y la velocidad final, sino que hay que hacer una serie de

cálculos para encontrar cual es la velocidad media real entre estas dos, debido

a que la potencia varía en función del cubo de la velocidad entre un tramo y

otro, y puede haber significativos cambios en la velocidad si no se realizan



MEMORIA

31

estos cálculos. Estos consisten en encontrar un punto en la curva de la

potencia donde A1 y A2 sean iguales.

Ilustración 12: Calculo de la velocidad promedio



MEMORIA

32

Los criterios que se utilizan en la simulación son:

Se ha supuesto una recuperación del 30% de la energía en las frenadas. Esto

es debido a que el motor eléctrico es capaz de transformar la energía cinética

en energía eléctrica al frenar, y acumularla para usarla posteriormente.

De este modo, cada vez que el vehículo frene, la autonomía del vehículo

crecerá respecto a la calculada en un principio.

Un problema a tener en cuenta en este punto, es que para usar el freno

regenerativo y aprovecharlo de la mejor manera, no se deberá usar el freno

hidráulico. Esto puede ocasionar en algún punto del trayecto que el vehículo se

embale y alcance velocidades para las cuales el vehículo no está preparado.

Esto, en un principio, deberá evitarlo el freno regenerativo, pero si esto no

sucede, lo evitará el conductor accionando el freno hidráulico.

El motor que se usará inicialmente será de corriente continua, debido a que las

baterías que existen actualmente solo trabajan con esta corriente, y si se

introduce un motor de corriente alterna será preciso utilizar un convertidor de la

energía. Puesto que introducirlo supone aumentar el peso del buggy, no se

incluirá a no ser que sea estrictamente necesario.

Por último, decir que no se ha tenido en cuenta la energía que gastan algunos

accesorios del vehículo, como luces o ventiladores, debido a que esta energía

es muy pequeña y no es seguro que se vayan a necesitar.

En el caso de que sea necesario utilizarlos tampoco supondrán una gran

pérdida de energía para el conjunto comparada con la necesaria para las

baterías. Por lo tanto será despreciable.



MEMORIA

33

Capítulo 3: Resultados

El motivo por el que se llevan a cabo simulaciones preliminares es para poder

entender el funcionamiento del modelo y sacar conclusiones antes de elegir las

hipótesis o criterios utilizados. Es una forma de aprender de los errores cometidos

inicialmente y asegurar así el mejor funcionamiento.

En esta primera simulación, lo que se hace es introducir todos los valores necesarios

para calcular la potencia de una forma aproximada u orientativa.

La finalidad es observar qué sucede con la potencia, coger los valores pico de esta,

teniendo en cuenta sólo los datos de la ruta y, ver si al ir introduciendo elementos, y

por lo tanto cambiando la masa supuesta inicialmente, estos valores pico cambian

notablemente o no.

Los datos introducidos son:

Tabla 2: Valores iniciales

datos del buggy

masa buggy (kg) 398

γ 0,09

Cx 0,35

f 0,06

ρ aire (kg/m^3) 1,18

Ax (m^2) 1,726

g (m/s^2) 9,81

motor (kg) 10

baterías (kg) 0

extensor + gasolina(kg) 0

persona(kg) 80

gasolina(kg) 0

Como se puede observar en la tabla 2, solo se cuenta con el peso del buggy, el peso

supuesto del piloto y un peso representativo del motor. Estos pesos no serán los



MEMORIA

34

definitivos, dado que solo se conoce con exactitud el del buggy (obtenido en su ficha

técnica), y el del piloto, que aunque no sabemos cuál es, se fijará este.

El peso del motor aún no se conoce, dado que al no conocer la potencia exacta

requerida, no se ha podido elegir el motor, pero como el peso de un motor eléctrico no

varía mucho, se ha tomado un valor de 10kg que se cambiará una vez elegido este.

Por el contrario, el peso de las baterías no se puede aproximar, debido a que no se

sabe cuántas se necesitaran y el peso varía enormemente. Por lo tanto no se

introducen en este primer modelo, teniendo en cuenta que al meterlas, el peso total del

conjunto y a causa de esto, la potencia, variarán excesivamente.

Como coeficiente de rodadura se ha escogido el valor de 0,06 debido a que es el más

apropiado para este vehículo por las condiciones del terreno al que se enfrentará.

El coeficiente de penetración del vehículo indica las características aerodinámicas de

la carrocería del vehículo. Cuanto más bajo es el Cx, más aerodinámico es el coche.

Las cifras más normales para turismos están entre 0,30 y 0,40, en este caso hemos

escogido un valor de 0,35 porque es el que indica el fabricante del buggy.

El área frontal se calcula de manera aproximada aprovechando su geometría, de la

siguiente manera:

Ilustración 13: Cálculo del área



MEMORIA

35

Como se puede ver en la figura, al área del rectángulo principal formado por la altura y

el ancho, se le van restando pequeños rectángulos y triángulos sobrantes hasta que

se llega al área frontal del vehículo.

De este modo, la potencia del motor calculada con estos parámetros queda:

En esta gráfica se puede ver como la potencia crece exponencialmente en algunos

puntos del trayecto. Esto es debido a diferentes causas como:

La resistencia aerodinámica de avance del vehículo, que dependiendo de la velocidad

instantánea que este tenga será mayor o menor. A mayor velocidad mayor resistencia.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

0 20 40 60 80 100 120 140 160

po

ten

cia

(kW

)

Distancia (km)

Potencia

potencia

Ilustración 14: Gráfica potencia-distancia



MEMORIA

36

Ilustración 15: Gráfica potencia aerodinámica

La gráfica es de tipo parabólica, debido a que la potencia aerodinámica varía con el

cuadrado de la velocidad. Solo toma valores positivos. En ella influyen los parámetros

de densidad del aire, área frontal proyectada, coeficiente aerodinámico del vehículo y

la velocidad.

Tiene un máximo de 1504,48kW y un mínimo de 1,51kW.

La resistencia a la rodadura que varía principalmente con el tipo de suelo en el que se

encuentre el buggy. El caso que se estudia es muy desfavorable, debido a que en

ningún momento serán suelos asfaltados, por lo que hay un rozamiento muy alto entre

los neumáticos y el suelo.

Ilustración 16: Gráfica potencia de la resistencia de rodadura

0

2000

4000

6000

0 50 100 150

po

ten

cia

(kW

)

distancia (km)

Potencia de resistencia a la rodadura


0

500

1000

1500

2000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

po

ten

cia

(kW

)

Distancia (km)

Potencia aerodinamica

aerodinamica



MEMORIA

37

Es prácticamente constante en todos sus puntos, pero tiene valores extremos que

varían rápidamente debido a saltos en la velocidad.

Su máximo es de 4832,18kW y su mínimo de 471,01kW. Siempre positiva.

La potencia ascensional debida a la pendiente del terreno. La potencia aumenta o

disminuye en función de las subidas o bajadas. Esta en las bajadas puede tomar

valores negativos, lo que significa que el motor eléctrico en estos tramos está

acumulando energía en las baterías.

Ilustración 17: Gráfica potencia ascensional

Sus valores máximo y mínimo son 10055,3378kW y -22432,31kW.

Por último, analizar la potencia en las aceleraciones. Esta también podrá cambiar su

valor en función de si el buggy acelera o decelera. Para dimensionar el motor, habrá

que tener en cuenta que este deberá sobrepasar los límites de potencia exigidos al

acelerar el vehículo.

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

0 50 100 150

Po

ten

cia

(kW

)

Distancia (km)

Potencia ascensional

potencia ascensional



MEMORIA

38

Ilustración 18: Gráfica de potencia en la aceleración

Esta potencia también puede tomar valores positivos como negativos. Su máximo es

de 47,29kW y su mínimo de -125,55kW.

Se puede observar que el consumo de potencia depende de lo rápido que se acelere.

Puesto que los estados de energía inicial y final son los mismos, se gasta más

potencia cuánto más deprisa se acelere. Por tanto si se quiere acelerar muy deprisa se

necesitan motores más potentes. También son muy importantes los desniveles del

terreno.

Separar la potencia total de las distintas potencias individuales es curioso para ver

como contribuyen cada una de ellas en los distintos puntos y poder controlar sus picos

si estos son muy llamativos. Sumando estas potencias se obtiene la potencia total ya

vista en el gráfico 12. De este se sacan los puntos críticos, que se utilizaran para

dimensionar el motor y calcular la energía necesaria para las baterías. La mayor

potencia registrada fue de 12,15kW.

Una vez obtenía la potencia calculamos la potencia del motor, que es de

aproximadamente 4,5kW, lo cual no supondrá un gran problema al escoger el motor.

Igualmente, calculamos la energía que se consumirá en el tramo a partir de la

potencia. En total, se necesita una potencia total de 18,22kWh.

-150

-100

-50

0

50

100

0 50 100 150

Po

ten

cia

(kw

)

distancia (km)

potencia en la aceleración




MEMORIA

39

Ilustración 19: Gráfica energía-distancia

En esta gráfica se ve la energía que se va a utilizar en todo el recorrido, si se cuenta

con hacer el recorrido completo y poner las baterías al principio cargadas al 100%, se

puede analizar el estado de carga de estas. Esto sirve para una vez elegidas las

baterías que se incluirán en el modelo y por tanto, la energía máxima que son capaces

de almacenar, ver si se podrá completar el trayecto con un solo pack de baterías o

serán necesarias mas.

Ilustración 20: Gráfica Energía consumida

Con esta gráfica ya se pueden empezar a mirar qué elementos se incluirán en el

buggy. El objetivo es conseguir alcanzar la mayor autonomía posible con un solo pack

de baterías, debido a que a mayor numero de packs, mayor peso en el buggy.

0

5

10

15

20

0 50 100 150

Ene

rgía

(kW

h)

Distancia (km)

Energía-Distancia

Energía-Distancia

0

5

10

15

20

0 50 100 150

Ene

rgía

(kW

h)

Distancia (km)

Energía-Distancia

Energía-Distancia



MEMORIA

40

El proceso consiste en una iteración de distintos valores como el peso de estos

elementos, la potencia exigida y la energía que tendrían que acumular las baterías.

Para empezar, lo primero que se elige es el motor, se encuentra uno cuya masa es de

16kg al que se le suma la masa del controlador, elemento recomendado por el

fabricante del motor, y se incluye en las tablas para ver como varia la potencia. Esta

no variará mucho debido a que anteriormente se había supuesto un peso de 10 kg.

Tabla 3: Potencia en función de la masa

Masa motor +

controlador (kg) Potencia Motor

(w)

10 4456,09 19 4524,52

Además de comprobar la potencia del motor hay que analizar si la velocidad angular

nominal del motor elegido, que es de 3050rpm, es menor de la que se necesita para

el trayecto, esto se puede ver en la siguiente gráfica:

Ilustración 21: Velocidad angular

La velocidad angular máxima existente es de 432,25rpm la cual está muy por debajo

del valor máximo permitido por el motor.

También se puede comprobar si el par del motor se ajusta a los valores dados por el

fabricante o no:

0

100

200

300

400

500

0 50 100 150 Ve

loci

dad

an

gula

r (

rpm

)

Distancia (km)

velocidad angular

velocidad angular



MEMORIA

41

Ilustración 22: Par motor

El par motor máximo dado por el motor podrá ser de a 0,75 Nm. En este caso se llega

a los 0,74Nm como valor pico, en el resto del itinerario los valores son mucho menores

por lo que aunque este valor sea muy ajustado, el motor no tendrá problemas.

Ahora que el motor esta dimensionado, hay que buscar que baterías colocar, teniendo

en cuenta que al incluir también su peso, esta potencia cambiará, y si cambia en

exceso es posible que el motor elegido no valga, es por esto por lo que el motor ha

sido dimensionado con algo de margen.

Para dimensionar las baterías es preciso ver la energía. Para ello se observa el gráfico

20, en el se puede ver que la energía total ronda los 20kWh. Conseguir esto con un

solo de pack de baterías es complicado, por lo que hay que analizar si se puede incluir

más de uno.

Este es un proceso iterativo, el peso de un solo pack de baterías está entre los 50 y

los 100kg, incluir tanto peso en el buggy supone un cambio exagerado en la potencia

del motor y por lo tanto en la energía de las baterías, por lo que estas baterías

elegidas ya no valen debido a que se supera la energía acumulada en ellas. Además

hay que tener en cuenta que el nivel de carga de las baterías no puede llegar a cero.

El fabricante de baterías facilita un límite de descarga de estas, llamado SOC o estado

de carga, este viene dado en porcentaje y una vez llegado a este valor, la batería ha

de recargarse o quedara inutilizable.

-0,5

0

0,5

1

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Par

(N

m)

Distancia (km)

Par motor

par



MEMORIA

42

Para hacer este cálculo más sencillo se representan en una misma gráfica dos curvas,

una muestra la energía que se necesita en función del peso que se incluya en el buggy

(línea roja), y la otra la energía que almacenan las baterías en función de su peso

(línea azul):

Ilustración 23: Energía en función del peso

Ambas gráficas con crecientes, a mayor peso mayor energía será requerida, como se

ha explicado anteriormente. Estas dos gráficas tienen pendientes distintas, por lo que

habrá un punto en el que se corten, en este caso el punto de corte esta cerca de los

800kg, lo que corresponde a cuatro packs de baterías, como se puede ver en la tabla

4, esto significa que con cuatro packs se llega a tener la energía necesaria para

completar todo el recorrido.

Tabla 4: baterías en función del peso

numero baterías peso energía baterías energía requerida

0 497 0

1 572 7,2 20,38

2 647 14,4 22,86

3 722 21,6 25,34

4 797 28,8 27,82

5 872 36 30,3

6 947 43,2 32,77

7 1022 50,4 35,25

8 1097 57,6 37,73

0

10

20

30

40

50

60

70

400 500 600 700 800 900 1000 1100

Ene

rgía

(kW

h)

Peso (kg)

Energía-Peso

baterias

energía



MEMORIA

43

Una vez visto el número de baterías necesarias se tiene que hacer un estudio para

comprobar que caben todas en el buggy.

Estas baterías tienen unas dimensiones de 285x222x732 mm. Por este motivo,

resulta difícil de meter en el buggy los cuatro packs, debido a que no hay espacio

suficiente. Además, el precio de un solo pack de baterías es muy elevado, incluir

cuatro en el modelo supondría un coste excesivo y este proyecto estaría fuera del

mercado.

Finalmente se decide que no será posible incluir más de un pack debido al gran

incremento de peso que esto supone y el poco espacio que hay en el buggy. Esto

significa que hay que incluir algún otro elemento que regenere las baterías al ir

descargándose estas, evitando que lleguen al porcentaje de descarga explicado

anteriormente.

Las baterías encontradas tienen un peso de 75kg que son adecuadas para el modelo.

De esta manera la potencia en función del peso queda:

Tabla 5: Potencia del motor en función del peso

Masa total (kg) Potencia Motor(w)

572 4692,95

Aunque la potencia cambia abundantemente, no hay ningún problema debido a que el

motor sigue valiendo.

Estas baterías son capaces de almacenar una energía de 7,2kWh y su porcentaje de

descarga no puede superar el 80%. Analizamos el gráfico 24:



MEMORIA

44

-20

-15

-10

-5

0

5

10

0 50 100 150

Ene

rgía

(kw

h)

Distancia (km)

Energía baterias-Distancia

Energía-Distancia

20%

La línea azul muestra cómo se va consumiendo la energía a medida que el vehículo

avanza. Esta indica que entre los kilómetros 40 y 60 ya se llega al límite de descarga,

representado por la línea roja.

Como elemento regenerador de la energía se ha elegido un extensor de autonomía

que cargará las baterías antes de que estas lleguen al 20% de su capacidad, sin

necesidad de parar el buggy como se dijo anteriormente.

Este elemento funciona con gasolina, por lo que al incluir de nuevo el peso, hay que

contar tanto con el extensor como con la gasolina que se incluya.

Ilustración 24: Energía de las baterías en función de la distancia



MEMORIA

45

Las masas finalmente quedan:

Tabla 6: Peso definitivo

masa buggy (kg) 398

motor (kg) 16

controlador (kg) 3

baterías (kg) 75

extensor + gasolina(kg) 109,179

persona(kg) 80

TOTAL (kg) 681,179

Como se observa en la tabla el conjunto de extensor más gasolina tiene una masa de

109,179 kg. Esto es porque solo el extensor pesa 103 kg, los restantes 6,179 kg

corresponden a la gasolina. Esto se podrá modificar en función de lo que exija el

trayecto. En el que se ha estudiado en este trabajo solo se necesitan 9,38 litros de

gasolina para llegar a la meta, pero el depósito de gasolina que incluye el extensor

tiene una capacidad mucho mayor, pudiendo llenarlo sin problemas para el buggy.

La potencia del motor:

Tabla 7: Potencia del motor definitiva

Potencia Motor(w)

4692,95

Sigue sin haber problemas con la elección del motor, debido a que esta potencia no

supera a la máxima admitida por el motor. Además, no habrá que sacrificar ningún

tramo del itinerario ni bajar la velocidad en ninguno de ellos debido a que la potencia

máxima registrada en la toma de datos tampoco supera a la máxima del motor.

Esto se puede ver en las tablas de potencia y fuerzas ya definitivas. Estas son:



MEMORIA

46

Tabla 8: Potencias definitivas

Distancia (km) Potencias(kw)

aerodinámica rodadura ascensional aceleración potencia

1 35,26 1854,20 -370,84 13,00 1,53

2 922,98 5505,68 -734,09 50,41 5,74

3 956,00 5564,36 -4451,48 -115,94 1,95

4 127,67 2847,47 -142,37 -10,38 2,82

5 132,20 2879,10 -1631,49 7,27 1,39

6 195,15 3279,82 -655,96 -0,35 2,82

7 195,15 3279,19 -1257,02 0,35 2,22

8 191,30 3257,99 -814,50 -0,81 2,63

9 180,63 3196,44 -586,01 -0,45 2,79

10 116,17 2759,28 -137,96 -10,74 2,73

11 40,59 1943,26 485,82 -0,05 2,47

12 43,97 1995,87 -199,59 0,47 1,84

13 646,19 4888,91 244,45 38,76 5,82

14 879,29 5412,34 -3969,05 -29,15 2,29

15 758,46 5155,08 -2405,70 13,14 3,52

16 503,15 4487,66 -5011,22 -120,03 -0,14

17 7,47 1093,05 2732,63 -0,16 3,83

18 15,18 1399,16 -886,13 1,19 0,53

19 124,96 2811,68 -4920,45 10,34 -1,97

20 207,36 3346,21 -1282,72 0,59 2,27

21 157,70 3055,13 -356,43 -7,68 2,85

22 271,01 3658,68 1280,54 12,61 5,22

23 324,57 3883,60 -2394,89 -9,35 1,80

24 192,64 3265,96 -108,87 -4,28 3,35

25 107,93 2692,11 -628,16 -16,01 2,16

26 632,47 4851,76 2506,74 37,45 8,03

27 666,54 4938,75 -1646,25 -81,13 3,88

28 119,01 2781,54 0,00 -9,35 2,89

29 45,37 2016,30 840,13 -0,81 2,90

30 76,34 2397,83 1198,91 3,96 3,68

31 108,94 2700,81 45,01 0,10 2,85

32 508,59 4513,67 -752,28 36,91 4,31

33 486,42 4444,61 -2592,69 -105,47 2,23

34 55,97 2162,55 865,02 3,22 3,09

35 53,51 2130,31 852,13 -7,77 3,03

36 26,35 1681,16 1260,87 1,99 2,97

37 132,01 2874,71 2730,97 8,83 5,75

38 136,57 2912,12 -242,68 -11,54 2,79



MEMORIA

47

39 37,28 1887,95 1132,77 -2,05 3,06

40 57,12 2174,54 1993,33 3,16 4,23

41 160,91 3075,73 307,57 6,17 3,55

42 228,71 3457,91 -806,84 0,37 2,88

43 241,23 3520,22 -117,34 1,00 3,65

44 212,91 3376,70 56,28 -4,42 3,64

45 175,94 3168,68 -105,62 0,34 3,24

46 310,79 3830,44 -191,52 13,02 3,96

47 285,21 3719,36 -2479,57 -35,84 1,49

48 94,01 2571,15 428,53 -3,09 3,09

49 230,77 3468,57 231,24 18,17 3,95

50 275,00 3674,86 -2266,16 -18,48 1,67

51 115,40 2751,67 -1513,42 -27,29 1,33

52 15,23 1400,90 863,89 -4,66 2,28

53 1,07 560,92 2290,41 -0,03 2,85

54 3,20 777,15 4999,64 0,26 5,78

55 981,47 5611,62 5050,46 40,82 11,68

56 995,92 5415,00 -26714,02 -149,51 -20,45

57 198,13 3292,07 -2908,00 25,67 0,61

58 213,61 3377,55 -2307,99 -19,38 1,26

59 481,61 4432,43 664,86 32,63 5,61

60 729,69 5090,13 -1611,88 -4,32 4,20

61 705,47 5032,76 -1929,22 0,71 3,81

62 643,33 4879,21 -2602,25 -10,71 2,91

63 722,23 5073,39 845,56 21,91 6,66

64 517,71 4536,10 -3402,08 -100,61 1,55

65 454,07 4343,95 2461,57 29,95 7,29

66 461,40 4345,37 -7676,82 -78,88 -2,95

67 42,76 1977,38 -362,52 -6,72 1,65

68 45,70 2015,92 2553,50 3,61 4,62

69 141,49 2945,55 -1374,59 8,87 1,72

70 119,16 2778,38 -2593,15 -23,24 0,28

71 414,03 4153,05 11974,62 14,51 16,56

72 819,96 5271,58 -7907,37 17,61 -1,80

73 991,11 5634,48 -3380,69 7,18 3,25

74 1028,45 5702,29 -4276,72 -2,02 2,45

75 641,46 4874,94 -2356,22 -80,44 3,08

76 162,37 3083,54 -1593,16 0,00 1,65

77 127,11 2840,70 -2035,83 -5,13 0,93

78 58,79 2197,09 -1464,73 -6,38 0,78

79 623,29 4826,23 3378,36 31,72 8,86

80 629,98 4844,92 -2745,46 -109,81 2,62



MEMORIA

48

81 67,07 2297,62 76,59 1,14 2,44

82 69,20 2321,48 -502,99 -0,88 1,89

83 489,15 4455,30 -891,06 28,60 4,08

84 757,20 5151,77 -2661,75 -6,93 3,24

85 436,80 4288,44 -2287,17 -73,81 2,36

86 72,29 2353,73 1608,39 0,17 4,03

87 70,33 2333,25 1127,74 -0,39 3,53

88 56,74 2172,93 -36,22 -1,23 2,19

89 165,89 3106,25 1294,27 7,81 4,57

90 264,72 3630,89 363,09 0,51 4,26

91 274,58 3675,46 -306,29 0,52 3,64

92 214,62 3385,66 282,14 -8,03 3,87

93 112,16 2726,82 681,70 -4,54 3,52

94 168,35 3121,77 1092,62 7,29 4,39

95 215,46 3390,15 -56,50 -3,24 3,55

96 185,36 3223,73 -967,12 -0,11 2,44

97 122,61 2809,18 -515,02 -10,54 2,41

98 56,58 2170,13 1012,73 1,13 3,24

99 161,98 3081,37 1437,97 8,07 4,69

100 250,50 3560,49 -2907,73 1,01 0,90

101 243,88 3532,64 -942,04 -1,75 2,83

102 267,54 3643,80 -121,46 4,13 3,79

103 332,85 3919,02 -195,95 2,64 4,06

104 988,70 5633,07 -1220,50 43,87 5,45

105 944,48 5545,62 -2865,24 -106,44 3,52

106 237,86 3503,64 -467,15 1,12 3,28

107 257,61 3598,15 179,91 1,02 4,04

108 187,65 3237,50 215,83 -11,00 3,63

109 193,24 3267,56 1797,16 7,71 5,27

110 184,00 3216,21 -536,03 -13,89 2,85

111 135,79 2905,47 1355,88 5,76 4,40

112 197,18 3291,39 219,43 0,58 3,71

113 191,48 3259,34 -271,61 -1,27 3,18

114 198,94 3301,12 -385,13 2,10 3,12

115 239,86 3513,47 -351,35 2,49 3,40

116 248,38 3554,59 -414,70 -1,51 3,39

117 226,61 3447,62 229,84 -0,85 3,90

118 210,58 3364,23 -448,56 -0,95 3,13

119 208,42 3352,28 -1005,68 0,71 2,56

120 251,79 3570,80 -357,08 3,92 3,47

121 197,12 3291,01 329,10 -25,16 3,79

122 304,62 3804,27 1204,68 15,17 5,33



MEMORIA

49

123 876,63 5412,09 270,60 56,32 6,62

124 758,43 5156,38 -1375,03 -101,12 4,44

125 150,51 3007,51 -952,38 0,85 2,21

126 160,65 3074,13 51,24 0,44 3,29

127 175,34 3165,06 -263,76 1,34 3,08

128 134,18 2895,01 -193,00 -7,89 2,83

129 53,53 2130,65 781,24 -2,77 2,96

130 25,90 1673,04 -27,88 -0,50 1,67

131 25,01 1651,68 1403,92 0,55 3,08

132 57,05 2173,95 1920,32 3,34 4,15

133 159,09 3063,65 919,10 6,43 4,15

134 186,84 3232,84 53,88 -4,81 3,47

135 90,79 2541,34 592,98 -11,78 3,21

136 287,15 3723,61 3847,73 22,98 7,88

137 333,37 3921,00 392,10 -33,31 4,61

138 740,43 5115,78 596,84 47,08 6,50

139 706,53 5028,44 -4777,02 -138,34 0,82

140 37,00 1879,93 2161,92 1,56 4,08

141 76,29 2397,90 799,30 3,00 3,28

142 167,48 3116,62 883,04 5,30 4,17

143 135,03 2900,80 -773,55 -21,67 2,24

144 379,79 4078,73 6118,10 19,66 10,60

145 994,94 5645,24 -658,61 47,56 6,03

146 799,67 5242,31 -4368,59 -118,90 1,55

147 585,44 4727,08 -3072,60 29,36 2,27

148 1058,04 5754,51 -4987,24 14,28 1,84

149 826,21 5305,12 -1856,79 -56,34 4,22

150 263,29 3620,42 -2836,00 -56,96 0,99

151 34,70 1844,16 553,25 0,23 2,43

152 139,13 2929,08 1366,91 14,21 4,45

153 296,85 3772,26 251,48 7,74 4,33

154 245,66 3539,10 -2241,43 -11,03 1,53

155 82,90 2464,62 1232,31 -2,01 3,78

156 50,79 2094,19 -104,71 -2,62 2,04

157 29,28 1742,98 174,30 0,03 1,95

158 18,13 1485,42 247,57 -1,81 1,75

159 22,05 1572,54 3407,17 1,56 5,00

160 63,38 2254,11 864,07 3,03 3,18

161 51,74 2107,11 316,07 -16,78 2,46



MEMORIA

50

Para poder ver de una forma más sencilla y rápida qué potencia hay en cada punto, se

representan gráficamente. Se va a comparar cada potencia con la calculada en un

principio, para ver los cambios a lo largo del desarrollo del proyecto, y analizar cómo

cambia la potencia manteniendo el itinerario pero cambiando la masa final del

vehículo.

La potencia aerodinámica final no varía mucho respecto a la inicial. Se puede ver

como sus valores son más bajos a lo largo de todo el trayecto pero no hay grandes

cambios.

Ilustración 25:Comparativa potencia aerodinámica inicial y final

0

500

1000

1500

2000

0 50 100 150

po

ten

cia

(kW

)

Distancia (km)

Potencia aerodinamica

aerodinamica

aerodinámica final



MEMORIA

51

La gráfica de potencia de resistencia a la rodadura tampoco sufre muchos cambios.

Esta queda un poco por encima de la inicial, tomando valores más altos.

La potencia ascensional no sufre apenas cambios a lo largo del trayecto como se

puede observar en el gráfico, las los gráficas están montadas la una sobre la otra.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 50 100 150

po

ten

cia

(kW

)

distancia (km)



Potencia de resistencia a la rodadura final

Ilustración 26: Comparativa de potencias de resistencia a la rodadura inicial y final

-30000

-20000

-10000

0

10000

20000

0 50 100 150

Po

ten

cia

(kW

)

Distancia (km)

Potencia ascensional

potencia ascensional

Potencia ascensional final

Ilustración 27: Comparativa potencia ascensional



MEMORIA

52

A la potencia debida a la aceleración le pasa lo mismo que a la anterior, las dos

gráficas se superponen, lo que quiere decir que no hay cambios.

Lo siguiente será analizar tanto la velocidad angular del motor como el par ofrecido por

este, como se ha hecho anteriormente, y comprobar que no habrá problemas en este

aspecto tampoco.

Ilustración 29: Velocidad angular final

0

100

200

300

400

500

0 50 100 150

Ve

loci

dad

an

gula

r (

rpm

)

Distancia (km)

velocidad angular

velocidad angular

-200

-150

-100

-50

0

50

100

0 50 100 150

Po

ten

cia

(kw

)

distancia (km)

Potencia de aceleración


Potencia de aceleración final

Ilustración 28: Comparativa potencia de la aceleración



MEMORIA

53

Ilustración 30: Par del motor

Ninguna de las dos gráficas ofrece cambios significativos respecto a las enseñadas al

principio del estudio, el motor escogido funciona perfectamente en las condiciones que

se han impuesto en este proyecto, por lo tanto no habrá cambios de motor a lo largo

de este.

Por otro lado, al incluir en el modelo el extensor, hay que analizar que ocurre con la

energía acumulada en las baterías. Estas tienen una capacidad máxima de 7,2 kWh

pero solo podrán descargarse hasta un 80% de su capacidad para que funcionen

correctamente y no se estropeen en poco tiempo, lo que significa que podrán

descargarse hasta llegar a 1,44 kWh. Como se ha comentado antes, a este valor se

llegará muy pronto, entre los kilómetros 40 y 60, para poder llegar al final del recorrido

el extensor tendrá que cargarlas.

Además de esto, se ha tenido en cuenta la recuperación de la energía existente por el

tipo de motor seleccionado. Esto significa que cada vez que el coche frene se

recuperará un máximo del 30% de la energía consumida en ese tramo. Es por ello por

lo que en los puntos del trayecto en los que la energía es negativa, se sumará un 30%

de esta.

De este modo, las tablas para el cálculo de la energía quedan:

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Par

(N

m)

Distancia (km)

Par del motor

par



MEMORIA

54

Tabla 9: Energía definitiva

Distancia E

(kwh) 30% Energía regenerada

extensor Energía batería

%Energía batería

Energía con

extensor

0,00

7,20

7,20

6,48

1 0,05 0,00 0,49 6,43 1,44 7,15

2 0,31 0,00 0,49 6,12 1,44 6,83

3 0,04 0,00 0,49 6,08 1,44 6,79

4 0,10 0,00 0,49 5,99 1,44 6,70

5 0,07 0,00 0,49 5,92 1,44 6,62

6 0,10 0,00 0,49 5,82 1,44 6,52

7 0,08 0,00 0,49 5,74 1,44 6,44

8 0,09 0,00 0,49 5,65 1,44 6,35

9 0,10 0,00 0,49 5,56 1,44 6,25

10 0,09 0,00 0,49 5,47 1,44 6,16

11 0,12 0,00 0,49 5,34 1,44 6,03

12 0,09 0,00 0,49 5,25 1,44 5,94

13 0,30 0,00 0,49 4,95 1,44 5,63

14 0,04 0,00 0,49 4,90 1,44 5,58

15 0,06 0,00 0,49 4,84 1,44 5,52

16 0,00 0,00 0,49 4,84 1,44 5,52

17 0,25 0,00 0,49 4,58 1,44 5,25

18 0,04 0,00 0,49 4,55 1,44 5,22

19 -0,10 0,07 0,49 4,58 1,44 5,25

20 0,08 0,00 0,49 4,50 1,44 5,17

21 0,10 0,00 0,49 4,40 1,44 5,07

22 0,27 0,00 0,49 4,14 1,44 4,79

23 0,06 0,00 0,49 4,07 1,44 4,73

24 0,11 0,00 0,49 3,96 1,44 4,61

25 0,04 0,00 0,49 3,92 1,44 4,57

26 0,41 0,00 0,49 3,51 1,44 4,15

27 0,07 0,00 0,49 3,44 1,44 4,08

28 0,10 0,00 0,49 3,34 1,44 3,98

29 0,15 0,00 0,49 3,20 1,44 3,83

30 0,18 0,00 0,49 3,01 1,44 3,64

31 0,10 0,00 0,49 2,91 1,44 3,54

32 0,15 0,00 0,49 2,76 1,44 3,38

33 0,04 0,00 0,49 2,72 1,44 3,34

34 0,21 0,00 0,49 2,52 1,44 3,13

35 0,10 0,00 0,49 2,42 1,44 3,02



MEMORIA

55

36 0,15 0,00 0,49 2,27 1,44 2,87

37 0,29 0,00 0,49 1,98 1,44 2,57

38 0,09 0,00 0,49 1,88 1,44 2,48

39 0,15 0,00 0,49 1,73 1,44 2,32

40 0,28 0,00 0,49 1,45 1,44 2,03

41 0,18 0,00 0,49 1,27 1,44 1,84

42 0,10 0,00 0,49 1,17 1,44 1,74

43 0,12 0,00 0,49 1,05 1,44 1,61

44 0,12 0,00 0,49 0,92 1,44 1,98

45 0,11 0,00 0,49 0,81 1,44 2,36

46 0,14 0,00 0,49 0,68 1,44 2,71

47 0,03 0,00 0,49 0,65 1,44 3,18

48 0,10 0,00 0,49 0,55 1,44 3,56

49 0,13 0,00 0,49 0,41 1,44 3,92

50 0,03 0,00 0,49 0,38 1,44 4,38

51 0,02 0,00 0,49 0,36 1,44 4,85

52 0,08 0,00 0,49 0,28 1,44 5,26

53 0,47 0,00 0,49 -0,19 1,44 5,28

54 0,86 0,00 0,49 -1,05 1,44 4,90

55 1,00 0,00 0,49 -2,06 1,44 4,39

56 -0,33 0,23 0,49 -1,96 1,44 4,98

57 0,01 0,00 0,49 -1,97 1,44 5,46

58 0,02 0,00 0,49 -1,99 1,44 5,93

59 0,19 0,00 0,49 -2,19 1,44 6,22

60 0,07 0,00 0,49 -2,26 1,44 6,64

61 0,07 0,00 0,49 -2,33 1,44 7,06

62 0,05 0,00 0,49 -2,38 1,44 7,01

63 0,12 0,00 0,49 -2,50 1,44 6,89

64 0,03 0,00 0,49 -2,53 1,44 6,86

65 0,37 0,00 0,49 -2,90 1,44 6,49

66 -0,05 0,03 0,49 -2,89 1,44 6,50

67 0,06 0,00 0,49 -2,94 1,44 6,45

68 0,31 0,00 0,49 -3,25 1,44 6,14

69 0,06 0,00 0,49 -3,31 1,44 6,08

70 0,01 0,00 0,49 -3,32 1,44 6,07

71 2,22 0,00 0,49 -5,54 1,44 3,85

72 -0,02 0,02 0,49 -5,53 1,44 3,86

73 0,06 0,00 0,49 -5,59 1,44 3,79

74 0,05 0,00 0,49 -5,64 1,44 3,75

75 0,06 0,00 0,49 -5,70 1,44 3,69

76 0,06 0,00 0,49 -5,75 1,44 3,63

77 0,03 0,00 0,49 -5,79 1,44 3,60



MEMORIA

56

78 0,03 0,00 0,49 -5,81 1,44 3,57

79 0,61 0,00 0,49 -6,42 1,44 2,97

80 0,05 0,00 0,49 -6,47 1,44 2,92

81 0,12 0,00 0,49 -6,59 1,44 2,80

82 0,10 0,00 0,49 -6,69 1,44 2,70

83 0,21 0,00 0,49 -6,90 1,44 2,49

84 0,06 0,00 0,49 -6,96 1,44 2,43

85 0,04 0,00 0,49 -7,00 1,44 2,39

86 0,20 0,00 0,49 -7,20 1,44 2,18

87 0,18 0,00 0,49 -7,38 1,44 2,01

88 0,11 0,00 0,49 -7,49 1,44 1,90

89 0,31 0,00 0,49 -7,80 1,44 2,08

90 0,15 0,00 0,49 -7,95 1,44 2,42

91 0,12 0,00 0,49 -8,07 1,44 2,79

92 0,13 0,00 0,49 -8,20 1,44 3,15

93 0,12 0,00 0,49 -8,32 1,44 3,52

94 0,22 0,00 0,49 -8,54 1,44 3,79

95 0,12 0,00 0,49 -8,66 1,44 4,16

96 0,08 0,00 0,49 -8,75 1,44 4,56

97 0,08 0,00 0,49 -8,83 1,44 4,97

98 0,16 0,00 0,49 -8,99 1,44 5,30

99 0,24 0,00 0,49 -9,23 1,44 5,55

100 0,03 0,00 0,49 -9,26 1,44 6,01

101 0,10 0,00 0,49 -9,36 1,44 6,40

102 0,13 0,00 0,49 -9,49 1,44 6,76

103 0,14 0,00 0,49 -9,63 1,44 7,11

104 0,19 0,00 0,49 -9,82 1,44 6,92

105 0,07 0,00 0,49 -9,89 1,44 6,85

106 0,11 0,00 0,49 -10,00 1,44 6,74

107 0,14 0,00 0,49 -10,14 1,44 6,60

108 0,12 0,00 0,49 -10,26 1,44 6,48

109 0,27 0,00 0,49 -10,53 1,44 6,21

110 0,10 0,00 0,49 -10,62 1,44 6,11

111 0,22 0,00 0,49 -10,85 1,44 5,89

112 0,13 0,00 0,49 -10,97 1,44 5,77

113 0,11 0,00 0,49 -11,08 1,44 5,66

114 0,11 0,00 0,49 -11,19 1,44 5,55

115 0,12 0,00 0,49 -11,30 1,44 5,44

116 0,12 0,00 0,49 -11,42 1,44 5,32

117 0,13 0,00 0,49 -11,55 1,44 5,19

118 0,11 0,00 0,49 -11,66 1,44 5,08

119 0,09 0,00 0,49 -11,75 1,44 4,99



MEMORIA

57

120 0,12 0,00 0,49 -11,86 1,44 4,87

121 0,06 0,00 0,49 -11,93 1,44 4,81

122 0,27 0,00 0,49 -12,20 1,44 4,54

123 0,12 0,00 0,49 -12,32 1,44 4,42

124 0,08 0,00 0,49 -12,40 1,44 4,34

125 0,08 0,00 0,49 -12,47 1,44 4,27

126 0,11 0,00 0,49 -12,58 1,44 4,16

127 0,10 0,00 0,49 -12,69 1,44 4,05

128 0,10 0,00 0,49 -12,78 1,44 3,96

129 0,15 0,00 0,49 -12,93 1,44 3,81

130 0,11 0,00 0,49 -13,04 1,44 3,70

131 0,15 0,00 0,49 -13,20 1,44 3,54

132 0,21 0,00 0,49 -13,40 1,44 3,33

133 0,21 0,00 0,49 -13,61 1,44 3,12

134 0,12 0,00 0,49 -13,73 1,44 3,01

135 0,11 0,00 0,49 -13,84 1,44 2,90

136 0,40 0,00 0,49 -14,24 1,44 2,50

137 0,08 0,00 0,49 -14,32 1,44 2,42

138 0,23 0,00 0,49 -14,54 1,44 2,19

139 0,02 0,00 0,49 -14,56 1,44 2,18

140 0,20 0,00 0,49 -14,77 1,44 1,97

141 0,16 0,00 0,49 -14,93 1,44 1,81

142 0,21 0,00 0,49 -15,14 1,44 2,09

143 0,08 0,00 0,49 -15,22 1,44 2,50

144 0,89 0,00 0,49 -16,11 1,44 2,10

145 0,11 0,00 0,49 -16,22 1,44 2,48

146 0,03 0,00 0,49 -16,25 1,44 2,94

147 0,13 0,00 0,49 -16,38 1,44 3,30

148 0,04 0,00 0,49 -16,41 1,44 3,75

149 0,08 0,00 0,49 -16,49 1,44 4,17

150 0,02 0,00 0,49 -16,51 1,44 4,64

151 0,16 0,00 0,49 -16,67 1,44 4,97

152 0,15 0,00 0,49 -16,82 1,44 5,31

153 0,15 0,00 0,49 -16,97 1,44 5,65

154 0,08 0,00 0,49 -17,05 1,44 6,06

155 0,13 0,00 0,49 -17,18 1,44 6,42

156 0,10 0,00 0,49 -17,28 1,44 6,81

157 0,13 0,00 0,49 -17,41 1,44 7,17

158 0,15 0,00 0,49 -17,55 1,44 7,02

159 0,58 0,00 0,49 -18,14 1,44 6,44

160 0,16 0,00 0,49 -18,30 1,44 6,28

161 0,08 0,00 0,49 -18,38 1,44 6,20



MEMORIA

58

Observaciones de la tabla 8:

La primera columna corresponde a la distancia en kilómetros, son los 161

tramos de un kilómetro cada uno en los que se ha dividido el recorrido

completo.

La segunda columna representa la energía instantánea que hay en cada tramo

de un kilómetro. La suma de todos estos valores dará como resultado la

energía total que se consumirá en el trayecto, que es de 24,51kWh.

La siguiente columna muestra la energía que se regenera en las bajadas, o en

los tramos en los que la energía instantánea es negativa. Es por esto por lo

que en la gran mayoría de los puntos este valor es cero, y solo en aquellos

cuya energía es negativa hay un valor, que corresponde al 30% de la energía

de dicho tramo.

La columna que sigue representa la energía que da el extensor de autonomía

en cada tramo. Este tiene un valor de 0,49 debido a que el extensor de

autonomía elegido, funcionando al 50% de su capacidad, produce 15kW y

recarga la batería consumiendo 240g/kWh de gasolina, lo que corresponde a

4,73 litros de gasolina en una hora. Esto quiere decir que cada hora el extensor

ha proporcionado una energía a las baterías de 13,074, debido a que el tiempo

total del recorrido de este estudio es de 6,08 horas aproximadamente, el total

de kWh proporcionados será de 79,5, por lo que a cada kilómetro le

corresponderá el valor de 0,49kWh aproximadamente.

La quinta columna muestra la energía que habría en las baterías en cada

kilómetro si no hubiese extensor de autonomía. Es por ello por lo que el primer

valor es 7,2kWh, al que se le restan los kwh que son desaprovechados debido

al rendimiento del motor y de las distintas conexiones entre aparatos eléctricos

cuyos rendimientos son inferiores al 100%. Esta energía se pierde, por ello no

se cuenta con ella. Este será el nuevo valor de máxima carga de las baterías, y

va bajando según se avanza en el recorrido, hasta alcanzar valores negativos a

partir de los 40-60 km.



MEMORIA

59

La columna adyacente muestra el 20% de la energía máxima capaz de

almacenar las baterías, este valor corresponde a la línea roja del gráfico de la

energía que se mostrara más tarde, y para asegurar el correcto funcionamiento

del modelo la energía que hay en las baterías no podrá ser inferior a este valor.

La última columna va mostrando la energía que hay en las baterías, el primer

valor que aparece es el mismo que en la columna número cinco, y los valores

serán iguales hasta que se aproximen a la línea roja explicada anteriormente.

Es entonces cuando el extensor actúa, y a los valores de la columna cinco se

le suman los 0,49kWh generados por el extensor, mientras se le resta la

energía consumida en ese tramo. Los tramos en los que el extensor esta en

funcionamiento se han representado con un color verde más fuerte que el del

resto de valores.

Lo explicado anteriormente se ve más claro en la gráfica de energía:

Ilustración 31: Gráfico energía-distancia definitivo

Como se puede ver en la gráfica, la línea azul representa la carga que hay en las

baterías según se avanza en el trayecto. El punto más alto en el eje ordenadas

corresponde al nivel de carga máxima. Las baterías se irán descargando a medida que

el vehículo avance y antes de llegar al 20% (línea roja) el extensor actuará, cargando

las baterías hasta un valor cercano al de máxima carga pero sin llegar a alcanzarlo.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Ene

rgía

(kw

h)

Distancia (km)

Energía-Distancia

energia

20%



MEMORIA

60

Los puntos verdes representan el punto donde se deberá conectar el extensor, debido

a que este tarda un tiempo en arrancar, de este modo se podrán seguir utilizando las

baterías y antes de llegar al 20% de su capacidad el extensor empezará a producir

energía.

Llegados a este punto, se empezaron a estudiar distintas alternativas para ver si

podían mejorar algunos aspectos del proyecto.

Una de las posibilidades analizadas fue la inclusión de pilas de hidrógeno en vez de

las baterías eléctricas, debido a que estas son menos nocivas para el medio ambiente

y proporcionan más autonomía.

Se encontraron unas pilas de la marca Hidrogenics con las que se conseguía terminar

el itinerario marcado para este estudio sin la necesidad de incluir extensor de

autonomía, lo que significaban menos elementos que incluir en el buggy y, lo más

importante, no había necesidad de utilizar combustible en el modelo.

Tabla 10: Pilas de hidrógeno



MEMORIA

61

Estas pilas cumplen todos los requisitos para poder incluirlas salvo uno, el peso. Como

se puede observar en la ilustración estas son demasiado pesadas, rondan los 1000kg

y es por este motivo por lo que se retiran del estudio y se vuelve a las baterías

eléctricas, que en este caso se ajustan mucho más a lo que se busca.

Quizá en un futuro, cuando estas pilas estén más desarrolladas, serán mejor opción

para este trabajo, pero a día de hoy la mejor alternativa es la explicada a lo largo del

estudio.

Una vez terminado el estudio es importante comprobar que todos los elementos

elegidos para incluirlos en el buggy caben dentro de este sin problemas. Para ello, se

realizan unos bocetos del buggy escogido, el BUGRACER 500i, partiendo de los datos

y las fotos ofrecidas por el vendedor de este modelo de vehículo de combustible en su

catálogo:



MEMORIA

62

Además de la ficha técnica se proporcionaban algunas fotos de las distintas vistas del

vehículo, como:

Tabla 11: Ficha técnica del buggy de combustible



MEMORIA

63

Ilustración 262: Vista general del buggy

Ilustración33: Vista frontal del buggy

Ilustración 34: Vista de perfil del buggy



MEMORIA

64

A partir de estas imágenes se han obtenido los siguientes bocetos, realizados con

autocad:

Ilustración 27: Vista general del buggy

Ilustración 36: Vista trasera del buggy



MEMORIA

65

Más tarde, elegidos ya los componentes, se añadieron a estos bocetos para

comprobar, como se ha dicho anteriormente, que no había problemas de espacio.

Ilustración 37: Vista lateral del buggy

Ilustración 38: Vista superior del buggy



MEMORIA

66

El buggy con los elementos incluidos queda:

Ilustración 39: Vista general con elementos incluidos

Ilustración 40: Vista trasera con elementos incluidos



MEMORIA

67

Ilustración 42: Vista superior con elementos incluidos

Ilustración 41: Vista lateral con elementos incluidos



MEMORIA

68

Perteneciendo los colores negro, azul, amarillo y rojo al motor, controlador, pack de

baterías y extensor de autonomía respectivamente.

Como se puede comprobar en las imágenes, no hay ningún problema de espacio en el

buggy y, los elementos escogidos, entran perfectamente.



MEMORIA

69

Capítulo 4: Componentes eliminados o sustituidos

En este apartado se tratará de justificar la elección de los elementos que han sido

eliminados, sustituidos o añadidos en la modificación del buggy a eléctrico. En primer

lugar se hablar á de los elementos que, al sustituir el sistema motriz de combustión por

otro eléctrico, pierden su valor en el actual buggy por lo que se eliminarán para ganar

espacio y reducir el peso total, intentando suplir sus huecos con los elementos

modificados o añadidos, que se explicarán después.

Para empezar, el primer elemento sustituido es el motor de combustión, elemento

principal en el buggy convencional, el cual tiene varios accesorios que sin él ya no

sirven de nada y que por lo tanto se quitarán. Estos son:

Caja de velocidades: es el elemento encargado de obtener en las ruedas el par

motor suficiente para poner en movimiento el vehículo desde parado, y una vez

en marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer las resistencias al

avance, fundamentalmente las derivadas del perfil aerodinámico, de

rozamiento con la rodadura y de pendiente en ascenso.

Ilustración 43: Caja de cambios

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor



MEMORIA

70

Los motores eléctricos no necesitan caja de cambios, debido a que están

diseñados para cambiar su velocidad con solo apretar el acelerador.

Bomba de aceite: suministra aceite a todas las partes del motor para

lubricarlas y que funcionen correctamente.

El nuevo motor ya no necesita de lubricación, debido a que está formado por

rodamientos, que en vez de engrasarse con aceite lo hacen con un derivado

del petróleo.

Bomba de agua: forma parte del sistema de refrigeración de un vehículo, es la

encargada de hacer que el líquido refrigerante del motor circule por todo su

interior, así como por los conductos de refrigeración del mismo.

Ilustración 44: Bomba de aceite

Ilustración 45: Bomba de agua



MEMORIA

71

Esta componente ya no hará falta debido a que un motor eléctrico se refrigera

con aire.

Alternador: este trabaja con la batería para generar energía para los

componentes eléctricos del coche, como las luces interiores y exteriores y el

panel de instrumentos.

Ya no será necesario debido a que ahora se cuenta con un sistema de

almacenamiento eléctrico y otro de generación de electricidad.

Motor de arranque: es un motor eléctrico alimentado con corriente continua con

imanes de tamaño reducido y que se emplea para facilitar el encendido de los

motores de combustión interna, para vencer la resistencia inicial de los

componentes cinemáticos del motor al arrancar.

Ilustración 46: Alternador

Ilustración 47: Motor de arranque

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua

http://es.wikipedia.org/wiki/Iman

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna



MEMORIA

72

Este motor se elimina debido a que el motor eléctrico es capaz de arrancar por

sí mismo.

Baterías de arranque: son las baterías con las que se alimenta el motor de

arranque. Dado que ya no hay motor de arranque, estas no serán necesarias.

Depósito de combustible: este elemento guarda el combustible que alimenta al

motor.

En este caso se eliminará debido a que el extensor de autonomía lleva incluido

su propio depósito, de menor tamaño.

El buggy que se ha elegido para este estudio está equipado también con una serie de

accesorios que no son imprescindibles y que además gastan energía eléctrica, lo cual

es mejor evitar. Estos elementos pueden ser la calefacción, el reproductor de música o

la radio.

Ilustración 48: Baterías de arranque



MEMORIA

73

Algunos de los elementos que se han cambiado debido a que ya no resultaban útiles y

necesitaban algunos cambios son:

[1] Indicador o display: es un cuadro de control que incluyen los vehículos para

obtener información de manera visual y rápida. Esta información puede ser

desde la velocidad, o los indicadores de las luces como los niveles de

combustible o de aceite que hay en los respectivos depósitos.

Como es lógico, este elemento ya no será de utilidad y habrá que sustituirlo por otro

que proporcione la información que se necesita, como el nivel de carga de las

baterías, la gasolina que hay en el depósito del extensor de autonomía, la

regeneración de las baterías o si hubiese alguna avería además de algunas habituales

como la velocidad que siguen siendo de interés.

Ilustración 49: Cuadro de control de un vehículo convencional

Ilustración 50: Display eléctrico



MEMORIA

74

Para el funcionamiento del modelo es necesario añadir una serie de dispositivos, tales

como:

Motor eléctrico: es una máquina eléctrica que transforma energía

eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos

variables electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son

reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica

funcionando como generadores. Pueden funcionar conectados a una red de

suministro eléctrico o a baterías.

Las ventajas de utilizar estos motores en vez de los convencionales de combustión

son:

1. No emiten contaminación al ambiente al funcionar.

2. Con la misma potencia que un motor de combustión, estos son de

menor tamaño y su peso es más reducido.

3. Se pueden acoplar a cualquier vehículo debido a que se pueden

construir de cualquier tamaño.

4. Su par de giro es casi constante y puede llegar a ser muy elevado.

5. Su rendimiento varía con la potencia que proporcionen, pudiendo

llegar a porcentajes muy altos.

Hay distintos tipos de motores eléctricos, los que más potencia proporcionan y los que

más se ajustan a este estudio son los motores de imanes permanentes, además

tienen un mayor rendimiento y menor mantenimiento, entre los cuales hay que

distinguir los de corriente continua y los de corriente alterna:

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electromagnetismo

http://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_suministro_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_suministro_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctrica



MEMORIA

75

Motor de corriente continua: estos motores son muy fáciles de utilizar. La

gran variedad de la velocidad, junto con su fácil control y la gran flexibilidad de

las características par-velocidad del motor de corriente continua, han hecho

que en los últimos años se emplee éste cada vez más con maquinas en las

que se necesite amplio margen de velocidad y control fino de las mismas.

Existe un creciente número de procesos industriales que requieren una exactitud en

su control o una gama de velocidades que no se puede conseguir con motores de

corriente alterna. El motor de corriente continua mantiene un rendimiento alto en un

amplio margen de velocidades, lo que junto con su alta capacidad de sobrecarga lo

hace más apropiado que el de corriente alterna para muchas aplicaciones.

Antiguamente, tenían un mantenimiento muy costoso, pero actualmente al incluir los

imanes permanentes, su mantenimiento resulta mucho más sencillo. Son motores

sencillos, de alta potencia, aunque menor que la que ofrecen los motores de

corriente alterna, y más baratos y fiables que otros motores.

La gran ventaja es que al ser alimentados con corriente continua, la misma que

alimenta a las baterías, no será necesario incluir un convertidor.

Motor de corriente alterna: estos tienen un funcionamiento parecido a los de

corriente continua. Son motores más extendidos debido a que son muy fiables

Ilustración 51: Motor de corriente continua



MEMORIA

76

al no necesitar corriente de excitación en el rotor. Estos motores tienen un

rendimiento muy elevado.

Hay dos tipos de motores de corriente alterna, los motores síncronos y los de

inducción:

1. El motor síncrono es un alternador trifásico que funciona a la inversa.

Los imanes del campo se montan sobre un rotor y se excitan mediante

corriente continua, y las bobinas de la armadura están divididas en tres

partes y alimentadas con corriente alterna trifásica. La variación de las

tres ondas de corriente en la armadura provoca una reacción

magnética variable con los polos de los imanes del campo, y hace que

el campo gire a una velocidad constante, que se determina por la

frecuencia de la corriente en la línea de potencia de corriente alterna.

La velocidad constante de un motor síncrono es ventajosa en ciertos

aparatos. Sin embargo, no pueden utilizarse este tipo de motores en

aplicaciones en las que la carga mecánica sobre el motor llega a ser

muy grande, ya que si el motor reduce su velocidad cuando está bajo

carga puede quedar fuera de fase con la frecuencia de la corriente y

llegar a pararse. Los motores síncronos pueden funcionar con una

Ilustración 52: Motor de corriente alterna



MEMORIA

77

fuente de potencia monofásica mediante la inclusión de los elementos

de circuito adecuados para conseguir un campo magnético rotatorio.

2. El más simple de todos los tipos de motores eléctricos es el motor de

inducción de caja de ardilla que se usa con alimentación trifásica. La

armadura de este tipo de motor consiste en tres bobinas fijas y es

similar a la del motor síncrono. El elemento rotatorio consiste en un

núcleo, en el que se incluyen una serie de conductores de gran

capacidad colocados en círculo alrededor del árbol y paralelos a él.

Cuando no tienen núcleo, los conductores del rotor se parecen en su

forma a las jaulas cilíndricas que se usaban para las ardillas.

A la vista de estas opciones, se ha tomado la decisión de incluir en el modelo un

motor eléctrico de corriente continua e imanes permanentes. Esto es debido a que el

motor es el elemento principal que incluirá el vehículo y tendrá que ser fiable y tener

buenas prestaciones para su correcta utilización y óptimo aprovechamiento.

Este motor tendrá que incluir:

-La posibilidad de invertir sus fases para poder ir marcha atrás en el caso de

que el conductor lo necesite.

- Deberá incorporar el freno regenerativo, mencionado con anterioridad, para

poder así recargar las baterías. Esto solo se hará cuando la energía consumida

por el buggy en un tramo sea negativa, regenerando un 30% de esta al frenar.

- será necesario una correcta refrigeración del motor, por lo que hay que incluir

un ventilador que irá enganchado al eje del motor.

Otro elemento que será necesario incorporar será:

Baterías: son dispositivos diseñados para almacenar energía eléctrica. Estas

emplean sal de litio que da los iones necesarios para una reacción

electroquímica que se da entre el cátodo y el ánodo.



MEMORIA

78

Las propiedades de estas baterías son su ligereza, la capacidad energética

que tienen y la ausencia del efecto memoria, por lo que son más eficientes

que hace unos años.

Los inconvenientes son su rápida degradación y la gran sensibilidad que

tienen a las altas temperaturas.

Los requisitos para su elección son:

-Deberán trabajar a distinto voltaje e intensidad, ya que existen unas

baterías del tipo CCCV, que significa constant current constant voltaje, las

cuales no nos sirven para este modelo debido a que trabajan a intensidad y

voltaje constantes, como indica su nombre, y no son apropiadas para un

vehículo, que necesitará una energía específica en cada momento por lo

que tendrá que variar estos dos parámetros según lo que requiera el

trayecto. Además la frenada regenerativa necesita variar también estos dos

valores constantemente, un motivo más para no utilizar estas baterías.

-Un dato importante que habrá que tener en cuenta a la hora de elegirlas

será el llamado SOC o DOD.

El SOC es el estado de carga de una batería, es la cantidad residual de

carga que puede restituir la batería en relación a la cantidad nominal que

Ilustración 53: Baterías ion-litio



MEMORIA

79

puede almacenar. El SOC se expresa en porcentaje y es del 100% cuando

la batería está cargada al máximo.

El DOD es la profundidad de descarga de una batería, es el ratio de

energía descargada en relación a la cantidad de energía que puede

almacenar. El DOD se expresa en porcentaje y es el contrario del SOC.

Los fabricantes son los que facilitan el porcentaje de máxima descarga que

puede tener la batería, si la carga baja de este valor podrá quedar

inutilizable. Es por ello por lo que habrá que controlar su estado de carga o

SOC e imponer un límite que será este porcentaje dado por el fabricante.

Lo que interesa al escoger las baterías es que el porcentaje de descarga

máxima sea lo menor posible y así aprovecharla al máximo.

-Es importante decir que un factor a tener en cuenta es que las baterías

solo pueden recargarse hasta el 100% de su carga, por lo que hay que

tener especial cuidado con las frenadas regenerativas si las baterías ya

están cargadas, debido a que no podrán cargarse más. Es por esto por lo

que el sistema de control deberá desechar el exceso de energía generado

en las frenadas si las baterías ya han llegado a su máximo admisible. Por

este motivo también habrá que programar el extensor de autonomía para

que se apague antes de llegar a este valor.

-Estas baterías deberán ir protegidas debidamente para evitar daños o

deterioros de sus elementos. Para ello irán protegidas con una chapa de

acero, que se tendrá que incluir, protegiéndolas así de posibles impactos.

-Por otro lado, será conveniente sujetar bien las baterías al buggy, pero de

forma que, estando bien ancladas a este, sea fácil cambiarlas. El cambio de

baterías deberá ser rápido y seguro.

-La temperatura de funcionamiento de las baterías tendrá que ser

controlada en todo momento, debido a que en determinados niveles de

temperatura estas podrán funcionar mal o dejar de hacerlo.



MEMORIA

80

Las baterías de litio funcionan mejor con temperaturas ambiente suaves, de

20 a 25 grados centígrados. Con mucho calor y mucho frío pueden perder

gran parte de su rendimiento, lo que afectará a la autonomía del coche.

A 5 grados bajo cero, por ejemplo, la autonomía en uso real se reduce de

media un 20%. Las pilas de litio soportan mejor el calor y, a 40 grados, la

merma en el radio de acción es de un 15% en promedio.

Con temperaturas bajo cero se pierde densidad energética y, en mayor

medida, densidad de potencia. A -10 grados, la autonomía cae casi un

25%, pero la potencia o aceleración hasta un 60%. Con calor extremo las

pérdidas no son tan dramáticas como con frío, aunque sí notorias. Estas

son las que interesan en este trabajo debido a que la carrera será en

lugares de altas temperaturas. A 40 grados, la autonomía se reduce del

orden de un 15%, y con 45 grados, se acerca al 20%. La densidad de

potencia se ve más afectada y, además, disminuye radicalmente con cada

grado que sube el calor. Hasta 40 grados las pilas de litio siguen ofreciendo

el 100% de su potencia, pero con 45 grados pierden ya un 20% y, con 50,

un 60%.

Para terminar, el último elemento que se tendrá que incorporar es el controlador.

Ilustración 54: SOC de la batería en función de la temperatura



MEMORIA

81

Controlador: es el elemento que se encarga de asegurar el correcto

funcionamiento de todos los componentes del modelo. Este será programado

pudiendo variar las características del motor atendiendo a los requisitos de

cada uno de ellos, como puede ser la velocidad angular del motor, el par o la

potencia. Además de poder variar las particularidades del motor este se

encargará de analizar todas las variantes del conjunto como la velocidad que

lleva el buggy, el nivel de carga de la batería o la temperatura de los

componentes. También controlará el extensor de autonomía, encendiéndolo y

apagándolo cuando sea preciso.

Ilustración 55: Sistema controlador



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Capítulo 5: Componentes elegidos

Tras un largo estudio de las diferentes alternativas que ofrecen los fabricantes de los

distintos elementos que se buscan para este modelo, se ha llegado a la conclusión de

que las mejores opciones son las explicadas a continuación:

Motor: como bien se ha dicho con anterioridad, este será el primer

componente en ser elegido, debido a que con sus características nominales

se condicionarán las del resto de elementos.

Se ha elegido un motor de corriente continua con imanes permanentes con

dos escobillas que ofrece una gran eficiencia y es idóneo para este proyecto.

Es el modelo Mars ME1003 motor del fabricante Mars Electric.

Su elección se ha basado en datos como la potencia nominal que ofrece,

esta es de 11,5kW pudiendo llegar a picos de hasta 23kW durante un minuto.

La potencia máxima que se da en el trayecto estudiado es de 12,4kW,

potencia que el motor ofrecerá sin problemas, pudiendo dar una potencia

mayor en el caso de necesitarla.

Trabaja a tensiones de 96V, 72V, 60V, 48V, 36V y 24V, por lo que será más

fácil encontrar baterías que se ajusten a alguna de estas tensiones.

La corriente nominal es de 200A en continua llegando a los 500A durante un

minuto en el caso de ser necesario.

Es de fácil mantenimiento debido a que los cepillos duran en torno a 1500

horas y están situados de tal forma que son fáciles de retirar, sin tener que

tocar otras partes del motor.

Además, funciona hasta temperaturas de 150ºC y llevan incorporado un

sistema de refrigeración.



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Por otro lado, este motor será de fácil manejo al colocarlo dentro del buggy,

debido a que tiene unas dimensiones de 203,2x188,468 mm y un peso de

16,33kg.

Los demás datos de interés sobre el motor se adjuntaran al final de este

documento, en el apartado “datasheets”.

Controlador: El siguiente elemento a incluir es el controlador, debido a que es

fácil escoger cual se incorporará al este ser recomendado por el fabricante del

motor.

El recomendado es el modelo 1205M-6B402 del fabricante Curtis, es un

controlador impermeable por lo que no será necesario recubrirlo para

mantenerlo en perfecto estado.

Este permite una tensión en la entrada de 60 a 72V en continua y trabaja en

buenas condiciones con una corriente de entre 150 y 400 amperios.

Ilustración 56: Motor ME1003



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Este controlador es programable por lo que como se ha explicado

anteriormente, se podrá modificar las características del motor en función de

los requisitos que se necesiten en cada punto determinado del trayecto. La

programación de estas funciones se tendrá que llevar a cabo con un

ordenador y el software ofrecido con la compra del controlador.

Además, el controlador puede funcionar a una temperatura cercana a los

80ºC. Este elemento tiene un sistema de seguridad incorporado, para

protegerse tanto a sí mismo como al motor, por lo que no puede trabajar a

temperaturas que excedan los 120ºC. En los casos en los que el sistema

intente superar una temperatura de 105ºC cambiará la frecuencia de trabajo

de 15Hz a 1Hz, esto provocará que el controlador suene, avisando así de que

se ha excedido la temperatura y que esta próxima a la máxima.

Su peso es de tan solo 2,7kg y es bastante manejable debido a sus pequeñas

dimensiones.

Los demás datos del controlador se agregarán al final de este documento, en

el apartado “datasheets”. Además, se incluirá un manual de uso.

Ilustración 57: Controlador elegido



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Baterías: se han elegido unas baterías de litio del fabricante GBS. Se ha

elegido este fabricante debido a que ofrece una amplia gama de baterías,

estas se construyen a partir de pequeñas baterías llamadas células, que son

individuales y dependiendo de cómo se unan al resto de células conseguirán

un efecto u otro.

Al colocar las células en serie se consiguen aumentos de tensión hasta llegar

a la tensión necesaria. Al unirlas en paralelo lo que se aumenta es la

capacidad de carga de todo el conjunto, así como la potencia que entrega.

En este caso, para conseguir un pack de baterías que se ajuste a las

condiciones del modelo, se han unido tanto en serie como en paralelo,

consiguiendo así ambas ventajas de forma simultánea.

Se han elegido pequeñas células de 3V y 100Ah. Al unir 24 de estas células

en ambas disposiciones se ha conseguido un pack de baterías capaz de

ofrecer 72V y 100Ah. De tal manera que se consigue con un solo pack una

carga máxima de 7,2kWh.

En los estudios realizados a lo largo de este trabajo, se ha estimado que la

energía total de las baterías debía ser de unos 25kWh, por lo que este valor

resultará insuficiente si las baterías no se recargan a lo largo del camino.

En total el pack de baterías pesa unos 75kg, ya que cada célula

independiente pesa 3,1kg asique en total serían 74,4kg, pero este valor se

redondea a 75kg. Las dimensiones de cada célula individual son de

142x222x61 mm, y las del pack completo son de 285x222x732 mm. El hecho

de que haya varias células hace que sea más fácil su ubicación dentro del

buggy, debido a que se podrá meter el conjunto de baterías formado por las

24 células todo junto, o se podrán dividir y formar pequeños bloques.

Para más información, las baterías de este fabricante incluyen una serie de

accesorios muy útiles como pueden ser:



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-El cargador adecuado para este tipo de batería, la carga de las baterías de

litio es muy delicada y requiere cargadores con control electrónico de la caga

que sean capaces de asegurar la correcta carga de cada célula del conjunto.

Por eso la mejor forma de cargar el pack es mediante el cargador diseñado

por el fabricante de la batería.

- Sistema de control electrónico de la batería: circuitos incorporados en las

células que aseguran que no se pasan los límites de carga/descarga del pack

en todo momento durante su vida útil, previniendo tanto la sobrecarga como

la sobredescarga. Además equilibra la tensión entre los diferentes niveles de

células en paralelo para que no se descarguen unos más que otros.

- Display digital con estado de carga (SOC) y avisos mediante alarma visual

incorporados en el propio modulo. Se pueden configurar las alarmas a

diferentes niveles de SOC según se desee. Y se podrá programar el

controlador según estas alarmas, para que al sonar estas el controlador active

el extensor de autonomía.

Los demás datos de interés se incluirán al terminar este documento, en el

apartado “datasheets”.

Ilustración 58: Células individuales



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Ilustración 59: Pack baterías elegido

Extensor de autonomía: debido a que la carga máxima de las baterías no es

suficiente para completar el trayecto, es necesario incluir un extensor de

autonomía. Este es un pequeño motor que funciona con combustible y que

regenera las baterías sin necesidad de parar el vehículo.

Las dimensiones de este motor son de 481 x 416 x 327 mm incluyendo el

depósito de gasolina que lleva incorporado y en el que se pueden meter hasta

40 litros de gasolina. El peso total entre motor y depósito lleno de gasolina es

de 130kg. En este estudio no interesa llenar el depósito debido a que con solo

una pequeña cantidad de combustible ya se consigue llegar a la meta, por lo

que solo se llenará el depósito con 9,381litros de gasolina, lo que corresponde

a 6,379kg, teniendo en cuenta que 1 litro de gasolina pesa 680

gramos aproximadamente.

Este puede trabajar de dos formas:

Si la batería requiere su recarga y el consumo no es muy elevado, el extensor

funciona al 50% de su capacidad, produciendo 15kW y recargando la batería,

consumiendo según su fabricante 240 gramos/Kw por hora (4,73 Litros de

gasolina por hora).



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Por otra parte, si la carga de la batería es muy baja, el sistema trabaja al

100% produciendo esos 30kW para recargar la batería, consumiendo según

su fabricante 250 gramos/Kw por hora (9,86 Litros de gasolina hora).

Una vez vistos los elementos retirados, sustituidos y elegidos es necesario analizar

qué pasa con el peso total del buggy. El peso de los elementos retirados se va a

suponer, teniendo en cuenta los pesos de estos elementos en un buggy cualquiera,

debido a que no se conocen con exactitud los propios del vehículo elegido. Sin

embargo, si se ha hecho un estudio en profundidad de los componentes que se

añaden, por lo que la masa de cada uno de ellos será la que se ponga.

Tabla 12: Peso de los elementos retirados

Peso (kg)

buggy antiguo 485

motor y caja de cambios 50

deposito combustible lleno 13

refrigeración 9

batería de arranque 15

total (kg) 87

buggy convencional-elementos 398

Ilustración 60: Extensor de autonomía



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Tabla 13: Peso de los elementos añadidos

Peso (kg)

motor eléctrico 16

pack de baterías 75

controlador 3

extensor 109,179

total (kg) 203,179

buggy+elementos 601,179

Con los componentes escogidos se ha conseguido que la modificación del buggy a

eléctrico suponga en peso un total de 116kg añadidos. Este es un peso bastante

elevado, debido a que en total, al final de la modificación, el vehículo llegara a pesar

cerca de los 681kg. Se llega a este peso contando tanto con los elementos

incorporados, que hacen un total de 203,179kg como con el peso del buggy, sin contar

con la parte retirada, lo que suponen 398kg más, y con el peso del conductor, que se

han supuesto unos 80kg.

Este punto del proyecto no supone ninguna modificación en los cálculos del mismo,

debido a que ya se había realizado el estudio de los elementos retirados anteriormente

y se había contado ya con un peso del buggy de 398kg.



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Capítulo 6: Presupuesto

Una vez finalizado el análisis de los elementos a escoger para retirarlos o añadirlos, es

importante ver el coste que esta modificación supone.

En la siguiente tabla se puede ver el precio al que se podrían vender los elementos

sustituidos, para que salga más rentable la modificación:

Tabla 14: Precio elementos retirados

Presupuesto (€)

buggy convencional 12500

motor y caja de cambios 1100

deposito combustible -

refrigeración 190

batería de arranque 80

total (€) 1370

Como se puede observar en la tabla, este buggy comprado al fabricante cuesta

12.500€, este valor se puede ver incrementado dependiendo de los accesorios extra

que se le añadan, la lista de precios que proporciona el fabricante es:



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Ilustración 61: Extras del buggy



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Si no se tienen en cuenta estos extras ofrecidos y, al eliminar los componentes antes

nombrados, que suman 1.370€, el precio del buggy quedaría 11.130€, cuantía a la que

habrá que sumar la cantidad total de los elementos añadidos, que se muestran en la

siguiente tabla:

Tabla 15: Precio elementos añadidos

Presupuesto (€)

buggy eléctrico 17146

motor eléctrico 475

pack de baterías 2020

controlador 521

extensor 3000

total (€) 6016

El precio total de la parte añadida es de 6.016€, cantidad bastante superior que la de

los elementos eliminados. Además de esto, la modificación supone un coste de mano

de obra que puede rondar los 2.000 o 3.000€, con lo que el precio total del buggy

después de esta reforma será de 17.146€ mas la mano de obra, con lo que podría

llegar a costar cerca de 20.000€.

La rentabilidad de este proyecto reside en la vida útil del vehículo y el bajo coste que

supone frente a uno de combustible.

Las baterías incluidas en el modelo tienen una vida útil de aproximadamente 2000

ciclos, lo que significa que las baterías aguantan más de 667 trayectos de 160km

asegurando su correcto funcionamiento, con una capacidad del 100%, lo que supone

para la batería una vida útil de más de 100.000km.



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Hay que tener en cuenta que la vida útil de un coche de gasolina, utilizado para el día

a día y sin requerir grandes potencias, suele ser de cerca de 200.000km, pero para un

buggy de las características analizadas, podría estar entre los 80.000 y 100.000km

debido a que trabaja a lo largo de toda su vida a elevadas potencias y en malas

condiciones.

También es importante destacar que los elementos de un coche de gasolina tienen

que estar en continua revisión, y son necesarias varías reparaciones para llegar a este

kilometraje final. Sin embargo, un vehículo eléctrico no lo necesita, sus componentes

precisan un bajo mantenimiento sin perder su fiabilidad.

Por otro lado, el precio del combustible también es necesario valorarlo. La gasolina se

encuentra en continuos cambios de precio, pero hoy en día ronda los 1,3€/litro, lo que

para el buggy convencional supone 26€ para todo el recorrido, mientras que para el

eléctrico son 9,3€.

Haciendo un estudio a largo plazo y no solo para este recorrido, es importante hablar

del precio de la electricidad, que aunque durante dicho trayecto no se vayan a recargar

las baterías, si se cargaran al acabar este.

Se han contrastado los precios por kwh consumido de dos grandes compañías

eléctricas conocidas, Iberdrola y Endesa:

Ilustración 62: Tarifa Endesa 1 Abril 2012.



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En estas dos ilustraciones se pueden ver los precios por kwh de ambas compañías, el

coste por cada kwh consumido es aproximadamente 0,15€, lo que supone un total de

1,08€ recargar los 7,2 kwh que admite la batería.

Existe la posibilidad de contratar una tarifa llamada “supervalle” que ha sido diseñada

para incentivar la carga de los vehículos eléctricos, que ofrece precios reducidos de la

electricidad. Esta consiste en que en determinadas horas la electricidad es mucho más

barata, concretamente de 1 a 7 horas de la madrugada, donde el precio se fija en

0,056€/kwh, lo que supone un total de 0,4032€ recargar las baterías.

Analizando estos valores para toda la vida útil de ambos vehículos, antes vista, serían

más de 16.000€ para el primero y menos de 6.000€ de gasolina para el segundo. Por

lo que el vehículo eléctrico sale rentable a partir de los 46.000km, es decir, al 46% de

su vida útil.

Ilustración 63: Tarifa kWh de Iberdrola para el primer trimestre de 2012 publicadas en el BOE



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El instituto para la diversificación y el ahorro de la energía, IDAE, promueve una serie

de ayudas para la compra de vehículos eléctricos. Se cita textualmente:

“Podrán ser objeto de ayuda los vehículos nuevos de las siguientes categorías:

motocicletas, cuadriciclos pesados, turismos o comerciales de menos de 6.500

kg de MMA (masa máxima autorizada) y microbuses, y que, a su vez,

dispongan de las siguientes tecnologías:

Vehículos híbridos enchufables (PHEV): Aquéllos que, entre sus distintos

modos de funcionamiento, disponen también de capacidad de tracción

únicamente eléctrica, con una capacidad de acumulación de energía en las

baterías mediante alimentación de la red general eléctrica, tal que la autonomía

en el modo sólo eléctrico sea superior a los

20 km.”

Dado que las baterías escogidas tienen carga suficiente para llegar a más de los

40km, y el peso total del buggy es inferior a los 6500kg nombrados, este proyecto

sería válido para optar a estas ayudas estatales.



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Capítulo 7: Riesgo eléctrico

En esta parte del proyecto se va a tratar de explicar porque es necesario proteger los

elementos eléctricos debidamente y cómo se va a tratar de hacerlo.

En la modificación del buggy convencional a eléctrico, es necesario tomar una serie de

precauciones, debido a la presencia de numerosos cables y aparatos eléctricos que

pueden desde mojarse hasta deteriorarse o romperse. Una avería de alguno de estos

elementos puede llegar a ser peligrosa, debido en gran parte a que el buggy en su

gran mayoría es metálico y, algunas de sus partes, como podría ser el chasis, podrían

quedar afectados y tener una tensión mayor a la que deberían, pudiendo así, por un

lado, electrocutar al conductor o alguna persona que esté en contacto con el buggy y

por otro, dañar algún otro equipo del vehículo. Por este motivo, es preciso analizar qué

medidas tomar, evitando así posibles accidentes.

Lo primero de todo, es entender porqué es tan necesario proteger a los usuarios ante

un posible choque eléctrico. En el caso de que esto ocurriese, se trataría de un

accidente eléctrico directo, debido a que estarían en contacto directo con el buggy y

las consecuencias de la electricidad en el cuerpo humano serían inmediatas. Estas

son:

Fibrilación ventricular- paro cardíaco.

Asfixia- paro respiratorio.

Tetanización muscular.

Quemaduras

Lesiones secundarias a consecuencia del choque eléctrico



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Los factores que intervienen en el riesgo de electrocución son:

Valor de la intensidad que circula por el circuito de defecto: los valores de

intensidad no son constantes puesto que dependen de cada persona y del tipo

de corriente, por ello se definen como valores estadísticos de forma que sean

válidos para un determinado porcentaje de la población normal.

Tabla 16: Efectos sobre el organismo en función de la intensidad



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Por encima de estos valores se presenta fibrilación ventricular y por debajo no se

presentan efectos peligrosos.

Resistencia eléctrica del cuerpo humano: además de la resistencia de contacto

de la piel (entre 100 y 500 W), debemos tener en cuenta la resistencia que

presentan los tejidos al paso de la corriente eléctrica, con lo que el valor medio

de referencia está alrededor de los 1000 W; pero no hay que olvidar que la

resistencia del cuerpo depende en gran medida del grado de humedad de la

piel.

Resistencia del circuito de defecto: es variable, dependiendo de las

circunstancias de cada uno de los casos de defecto, pudiendo llegar a ser nula

en caso de contacto directo.

Voltaje o tensión: la resistencia del cuerpo humano varía según la tensión

aplicada y según se encuentre en un local seco o mojado. Así el Reglamento

Electrotécnico de Baja Tensión fija unos valores de tensión de seguridad (tanto

para corriente alterna como para continua) de 24 V para locales mojados y de

50 V para locales secos a la frecuencia de 50Hz.

Tipo de corriente (alterna o continua): la corriente continua actúa por

calentamiento, aunque puede ocasionar un efecto electrolítico en el organismo

que puede generar riesgo de embolia o muerte por electrólisis de la sangre; en

Tabla 17: Tiempo de contacto en función de la intensidad



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100

cuanto a la corriente alterna, la superposición de la frecuencia al ritmo nervioso

y circulatorio produce una alteración que se traduce en espasmos, sacudidas y

ritmo desordenado del corazón (fibrilación ventricular).

Frecuencia: las altas frecuencias son menos peligrosas que las bajas, llegando

a ser prácticamente inofensivas para valores superiores a 100000 Hz

(produciendo sólo efectos de calentamiento sin ninguna influencia nerviosa),

mientras que para 10000 Hz la peligrosidad es similar a la corriente continua.

Tiempo de contacto: este factor condiciona la gravedad de las consecuencias

del paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano junto con el valor de

la intensidad y el recorrido de la misma a través del individuo. Es tal la

importancia del tiempo de contacto que no se puede hablar del factor

intensidad sin referenciar el tiempo de contacto.

Conocidas las causas por las que es importante realizar este estudio, se empieza con

el análisis, lo primero que hay que hacer es conocer a que tensión trabajan los

elementos introducidos en el modelo:

Los elementos principales del modelo, que son motor, controlador y baterías, se han

ajustado para funcionar a una tensión nominal de 72V en corriente continua. Estos

elementos tendrán que estar bien protegidos debido a que las tensiones a las que

están alimentados son elevadas. Sin embargo, por otro lado, se encuentran los

elementos auxiliares, de los cuales se ha supuesto la tensión de 12V, la normal en los

vehículos. Debido a que estos elementos no han sido sustituidos ni modificados, sino

que son los originales del vehículo de combustible, ya contaban con su propia

protección, por lo que no será necesario considerarla.

La intensidad que recorre el cuerpo humano en un choque eléctrico es el cociente

entre la tensión a la que se le somete entre la resistencia que este ofrezca. Analizando

el caso más desfavorable, esta tensión será la de 72 voltios, ya que será la mayor a la

que el buggy este expuesto. Por otro lado, existen tablas y gráficos que muestran la

resistencia del cuerpo humano en función de la tensión:



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Tabla 18: resistencia en función de la tensión

Ilustración 28: resistencia en función de la tensión



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Como se puede ver tanto en la tabla como en la ilustración, a una tensión de

aproximadamente 72V el organismo ofrece una resistencia de 3,5Ω, por lo tanto la

corriente que atraviesa el cuerpo es de 18mA. Se propone suponer un caso algo más

desfavorable, por lo que en vez de 3,5Ω, se supone una resistencia de 2Ω, de esta

manera quedaría una corriente de 36mA, de tal forma que aunque se hable de poca

intensidad, esta se encuentra entre el umbral de percepción y el umbral de intensidad

límite que puede atravesar el cuerpo humano. Dependiendo del tiempo en que el

usuario este expuesto y de la superficie de contacto, el choque eléctrico se puede

clasificar en distintas zonas de menor a mayor peligrosidad:

Ilustración 65: intensidad de corriente frente a tiempo de exposición



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Zona 0: habitualmente no hay alteración de la piel, salvo que el tiempo de

exposición sea de varios segundos, en cuyo caso, la piel en contacto con el

electrodo puede tomar un color grisáceo con superficie rugosa.

Zona 1: se produce un enrojecimiento de la piel con una hinchazón en los

bordes donde estaba situado el electrodo.

Zona 2: se provoca una coloración parda de la piel que estaba situada bajo el

electrodo. Si la duración es de varias decenas de segundos se produce una

clara hinchazón alrededor del electrodo.

Zona 3: se puede provocar una carbonización de la piel.

El caso objeto de estudio, se encuentra en la zona 2, siendo más severa cuanto mayor

sea el tiempo de exposición.

El límite máximo impuesto de intensidad a la que se puede suponer una persona es de

casi 200mA debido a que, como se observa en el siguiente gráfico, aun no se llega a

la curva de fibrilación ventricular y los daños causados no son irreversibles

Ilustración 66: efectos en el organismo por corriente continua



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De modo que para proteger adecuadamente a los usuarios del buggy, con especial

hincapié en el conductor, para ello, será necesario añadir cables metálicos desnudos

que vayan de cada uno de los elementos eléctricos, antes nombrados, al chasis, y otro

cable del chasis al suelo, llegando a tocarlo. Esto es porque lo más peligroso para el

conductor sería ser el mismo el que descargue a tierra, es por ello por lo que hay que

incluir estos cables y que estén en contacto con el suelo, así si se produce un choque

eléctrico, el cable atado al chasis hace de cuerpo que descarga a tierra y el diferencial

en este caso tendrá que cortar la alimentación.

Además de los riesgos eléctricos que afectan a las personas, es importante estudiar

otro tipo de riesgos, también eléctricos, que afectan a los demás elementos del

vehículo, como pueden ser los cortocircuitos.

Estos son causados por que los conductores que alimentan los aparatos, pueden

calentarse al ser recorridos por la corriente y luego pasan ese calor a los

recubrimientos aislantes que tienen como protectores. Al paso de un periodo de

tiempo determinado el calentamiento y enfriamiento constante provoca que el material

aislante sea más frágil, de modo que al moverse mientras se manejan los aparatos se

pueden romper. En este caso es que al entrar en contacto dos conductores, uno de

fase y otro neutro, ocurre el corto circuito, el cual causa un chispazo y posteriormente,

un calambrazo más o menos fuerte. Es necesario evitarlos porque si este chispazo no

se corta, se puede llegar a un incendio.

La protección automática está garantizada por los interruptores magneto-térmicos o

los fusibles, que se deberán calibrar según la sección de los conductores a proteger.

En lugar de fusibles, también se pueden instalar interruptores automáticos para

proteger la línea de corriente si existen inconvenientes.



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En este caso se utilizarán fusibles y un interruptor diferencial.

Los fusibles son Elementos cuya función es interrumpir mediante la fusión de uno o

varios de sus elementos concebidos para ese fin, el circuito eléctrico en que se ha

instalado, cuando la corriente en el supera un determinado valor durante el tiempo

suficiente.

Es importante tener repuestos de estos elementos y que en el caso de tener que

utilizarlos y queden fundidos y por lo tanto, no puedan volver a utilizarse, se puedan

cambiar por otros de las mismas características.

El interruptor diferencial es un aparato electromecánico o asociación de aparatos

destinados a provocar la apertura de los contactos cuando la corriente diferencial

alcanza un valor dado.

Ilustración 67: fusibles e interruptor automático



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Capítulo 8: Conclusiones

En este capítulo se van a intentar exponer de manera esquematizada y breve las

conclusiones fundamentales del proyecto:

Para empezar, la ruta elegida ha resultado muy adecuada para el buen

seguimiento del proyecto.

Esta es una ruta con grandes desniveles y terrenos muy desfavorables, los

cuales implican grandes cambios de velocidad. Esto hace que el caso escogido

sea más real, y el hecho de que la ruta sea tan desfavorable implica que el

buggy está dimensionado para una gran diversidad de trayectos de iguales o

mejores condiciones, por lo que se abarca un gran abanico de posibilidades.

Además, dependiendo del itinerario que siga el buggy, y del terreno sobre el

que trabaje, se tendrá un coeficiente de rodadura más o menos agresivo y se

tendrán que colocar unos neumáticos que aguanten los terrenos poco

compactos, como los arenosos, debidamente.

También hay que tener en cuenta que este tipo de terrenos no asfaltados

provocan que aumente en gran medida la energía requerida por el vehículo, así

como los grandes desniveles comentados en el punto anterior, ya que en

fuertes pendientes ascendentes se precisa más energía.



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Capítulo 9: Futuros desarrollos

En este capítulo se van a exponer algunos estudios adicionales que se podrían hacer

para mejorar este estudio o para que quede íntegramente acabado.

Una posible mejora es la inclusión de pilas de hidrógeno como ya se había

comentado anteriormente. Estas pilas no son dispositivos para almacenar

energía eléctrica al igual que las baterías de ion-litio, sino que guardan

hidrógeno y este al tener contacto con el aire produce la electricidad.

Los depósitos habituales de este gas son de 350bar y tienen una capacidad de

170 litros, con lo que se llegaría a obtener una autonomía de aproximadamente

400km.

A día de hoy se están realizando distintos estudios para incorporar al mercado

depósitos a 700bar, consiguiendo así la mismo autonomía con menos litros de

hidrógeno.

La gran ventaja de estas pilas es la gran autonomía que dan y que al acabarse

el contenido de hidrógeno que contienen solo son necesarios un par de

minutos para recargarlas de nuevo.

Estas pilas no han sido incluidas en el trabajo debido a que son demasiado

pesadas. Una sola pila puede llegar a pesar 1.000kg, lo cual supone un

incremento de peso en el buggy demasiado elevado y hace inviable su

incorporación en el modelo. Es por ello por lo que se han puesto en este

apartado de futuros desarrollos, porque serían una buena alternativa de futuro

si se consiguiesen pilas de menor peso.

Otra incorporación que podría resultar aceptable para almacenar carga en las

baterías serían los paneles fotovoltaicos flexibles. Estos se podrían colocar

alrededor del buggy e irían almacenando energía en las baterías mientras el

vehículo anda.



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110

A día de hoy, estos paneles no almacenan energía suficiente como para

incluirlos en el modelo.

Otro aspecto con el que se podría mejorar este proyecto es con un buen

programa de simulación, tipo Simulink, con el que se harían simulaciones muy

precisas y se vería el comportamiento del vehículo con las baterías y el motor

añadidos.

Otra posibilidad, a tener en cuenta en un desarrollo futuro, son los motores de

aire comprimido, estos funcionan con aire comprimido almacenado en un

compresor eléctrico a 300bar y son capaces de almacenar una energía de

aproximadamente 22kwh, con lo que se llegaría a tener una autonomía de 180

a 200km en ciudad y de 80km en carretera. Para el buggy que se estudia en

este trabajo, la autonomía sería muy parecida a la que se consigue con

baterías eléctricas, y debido a que estos motores están menos desarrollados

se ha optado por no escogerlos.

Ilustración 68: Panel fotovoltaico flexible



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Otro estudio importante que se podría realizar, ya no referido al buggy en sí

sino a su forma de recarga, es la incorporación de mas estaciones de recarga

del tipo “IngeRev Road”, estas pertenecen a una empresa vasca llamada

Ingeteam, y han conseguido reducir los tiempos de recarga de las baterías en

un 90%.

Esto significa que lo que mientras una estación normal tarda 5 horas en

recargar una batería para una autonomía de 80km, una estación de estas

características tarda cerca de 20 minutos.

Sería interesante estudiarlas debido a que aunque sus tiempos de recarga son

los mejores del mercado actualmente, no está tan claro que el ciclo de vida de

las baterías se vea afectado.

Siguiendo con el tema de la recarga de las baterías, es importante citar el

nuevo sistema de carga rápida estándar.

Este está pensado para vehículos híbridos y eléctricos, integra cuatro

Ilustración 69: motor de aire comprimido



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posibilidades de recarga a través de una sola toma en el vehículo: carga de

corriente alterna de una fase, carga rápida de corriente alterna de tres fases,

carga de corriente continua en casa y carga de corriente continua ultra rápida

en estaciones públicas.

Ilustración 70: sistema de recarga rápida estándar



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Parte II

FINANCIACIÓN



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Capítulo 1: Financiación

Sin duda para ejecutar un cambio tan drástico de combustible fósil a eléctrico, se

necesita no solo un estudio técnico, en el cual ver la posibilidad ingenieril de realizar

la adaptación del buggy, sino también es necesario ver que económicamente es

viable. No sirve que adaptemos un buggy para que no sea competitivo en el mercado,

pues si no vende, no habrá servido de nada. Por esto, se dedicará tiempo al estudio

económico de realizar este proyecto, analizando sus distintas posibilidades y sus

oportunidades.

El primer problema que conlleva el paso a eléctrico es un incremento en el precio

como ya hemos podido comprobar. Es una tecnología que ahora mismo, por poco

desarrollada y utilizada, es más cara de adquirir pues los procesos de fabricación de

los componentes relacionados con los vehículos eléctricos están menos masificados

que los de combustible, es por ello que su precio es mayor. Esto se puede compensar

económicamente con una serie de ayudas que los gobiernos otorgan para la

promoción de dichos vehículos. En España concretamente, el Ministerio de Industria,

Turismo y Comercio, a través del IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la

Energía) otorga una serie de ayudas y subvenciones para la compra de dichos

vehículos y su desarrollo. Precisamente en el BOE del martes 10 Mayo 2011 se

decretaron concesiones para subvenciones de vehículos eléctricos para dar impulso al

vehículo eléctrico en España 2010-2014. En el Real Decreto 648/2011 se cita en el

artículo 4 que se dispondrá de una ayuda del 25% del precio de la venta antes de

impuestos para todos aquellos vehículos de las categorías M1, N1, L6e, L7e, L5e y

L3e. En nuestro caso, el buggy se colocaría dentro del grupo L7e. Esto significa que si

como antes hemos citado, el precio del mismo rondaría los 20,000€ esto supondría

5000€ de subvención, pero también se cita que para vehículos de autonomía

puramente eléctrica de entre 40km y 60km será de 4000€. Al tener nuestro buggy una

autonomía de unos 50km, la ayuda se quedaría en 4000€, una cifra sustancial en

comparación con su teórico precio de venta.

En cuanto a ayudas del tipo subvención se puede tratar de financiar el proyecto con

otra iniciativa llamada movele, la cual otorga subvenciones a vehículos eléctricos,

dichas subvenciones rondan, dependiendo del uso del vehículo eléctrico, el 20% del



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116

precio de compra antes de impuestos. Esto supondría para nuestro caso unos 4000€

de nuevo sobre el precio de venta, así que sería una ayuda similar a la anteriormente

citada, no pudiendo acumular ambas obviamente, ya que la citada en el BOE es solo

aplicable si no se está recibiendo otra subvención por otro lado.

Tratándose de un buggy para una carrera del tipo Panafrica, patrocinadores podrán

ser reclutados. Bien es sabido que, hoy en día, con la concienciación global que hay

acerca que los peligros de la contaminación, está bien visto por los consumidores que

una firma participe en eventos ecológicos y que promuevan el desarrollo y el cuidado

del medio ambiente. La carrera es una gran oportunidad para empresas que quieran

aportar su granito de arena haciendo que un coche patrocinado suyo ganase dicha

carrera, supondría una ayuda para el desarrollo del proyecto, pero una alternativa que

habría que negociar, y para la cual no se puede hablar de cifras concretas.

Para ver si este proyecto es realmente viable en un entorno de comercio competitivo y

real, podemos analizarlo a través de un análisis tipo SWOT (en inglés Strenghts,

Weaknesses, Opportunities y Threats). Se trata de ver los puntos fuertes, los débiles,

las amenazas y las oportunidades de nuestro proyecto. Esto nos puede dar una visión

más global sobre nuestro proyecto y sobre cómo podemos explotarlo al máximo.

Como puntos fuertes de nuestro proyecto contamos con que estamos ante una

alternativa más barata a largo plazo en su utilización y eso no se puede negar. Es

también sin duda una tecnología en desarrollo y que supondrá el futuro. Se cuenta con

la opinión popular favorable hacia los vehículos eléctricos, y como la gente es capaz

de obviar la diferencia en el precio con tal de contaminar menos por la concienciación

por el medio ambiente.

Compitiendo en la carrera panafrica se cuenta con una posible motivación para la

subvención del proyecto por parte de marcas automovilísticas que quieran igual probar

prototipos desarrollados por ellos mismos o registras los progresos del proyecto

propuesto, queriendo ellos obtener datos de los elementos eléctricos incluidos. Este

proyecto ofrece la posibilidad de probar en condiciones extremas la tecnología, algo

que sin duda es un incentivo para marcas que la quieran desarrollar.

Los puntos débiles a la hora de comercializar el producto una vez probada su eficacia

en una carrera como la panafrica sería la de la difícil accesibilidad de momento a los



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117

recursos de este tipo de energía actualmente. A pesar de que los vehículos eléctricos

gozan de subvenciones y ayudas, aun no se está completamente preparado para que

se utilicen de manera cuotidiana. El mercado aun no está tampoco listo para que sean

a día de hoy una alternativa económicamente competitiva, en parte debido a que sus

elementos no se producen a la escala que se producen el de su competidor, el

gasolina, siendo el precio de estos últimos mucho más barato. La autonomía y la

potencia desarrollada serían los principales puntos negativos en los cuales hay mas

campo para el progreso, ya que en ambos de esos campos aun no se pueden

conseguir valores que rivalicen con el combustible si queremos tener un vehículo

viable en cuanto al peso (deberíamos incluir demasiadas baterías).

Si pensamos en las posibles amenazas que tiene un proyecto como este no son otras

que la posible falta de financiación en un comienzo a corto plazo. La carrera panafrica

no es del todo conocida mundialmente, es por ello por lo que inversores igual no van a

querer financiar dicho proyecto para obtener publicidad ya que el impacto mediático es

limitado. Al no haber mucho registro sobre vehículos eléctricos de momento, el

desarrollo de proyectos de este tipo es más tedioso de lo normal ya que no existen

tantos casos como si el proyecto se hiciese sobre motores de combustión interna.

Las oportunidades de un proyecto como este son muy variadas y amplias, supone un

desarrollo en una tecnología que es cada vez más codiciada por la industria

automovilística ya que supone el futuro de esta. Casi todas las marcas están poco a

poco introduciendo motores eléctricos junto a sus motores de combustión en sus

nuevos modelos, incluso desarrollando tecnología para la recarga de las baterías.

Mercedes mismamente está desarrollando un sistema que permite la recarga de la

batería con tan solo aparcar encima de un emisor, y que llega a una eficiencia del

90%. Tecnología como esta hace pensar que en un futuro no muy lejano, nuestros

coches eléctricos se carguen al aparcarlos en nuestro destino, y nos da seguridad que

si se están destinando fondos a la investigación de estos medios, es que se ve una

realidad factible en el desarrollo de los vehículos eléctricos.

Cada vez hay más tecnologías y más empresas invirtiendo en energía eléctrica, y más

productos complementarios que sin duda ayudarán al desarrollo de la misma. Hay

muchos mercados complementarios que ayudaran a la impulsión de vehículos tipo

eléctrico.



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118

Hemos de mirar también como de rentable sería este proyecto a largo plazo. Sin duda

un vehículo eléctrico marca una gran diferencia con uno de combustible en cuanto a

reparaciones se refiere. Los elementos eléctricos requieren un mantenimiento reducido

sin perder sus características, mientras que los mecánicos necesitan un coste de

revisión y posible sustitución de los mismos, más elevado.

Cada vez se trata de incentivar mas este tipo de medidas por parte de las

instituciones, como la implementación de la tarifa supervalle recientemente tarifando la

recarga de vehículos en horas nocturnas a precios más baratos de kWh (0.056€/kWh).

Esto demuestra que de cara al futuro, se harán más y más medidas que abaraten el

coste de la utilización de vehículos eléctricos, mientras que los gasolina, su precio de

“recarga” (llenar el depósito en la gasolinera) aumenta cada año. Esto augura un futuro

más económico a la par que limpio de los vehículos eléctricos.

La viabilidad de los vehículos eléctricos hoy por hoy es complicada, pero demostrando

que un vehículo eléctrico puede superar una prueba tan dura como la carrera

panafrica es sin duda un indicativo de que es una alternativa real como se ha podido

desarrollar en este estudio. Hoy por hoy el tener un coche eléctrico tiene sus

limitaciones, pero el futuro es prometedor. Desde Red Eléctrica se asegura en 2014 la

red estaría capacitada para albergar a 6 millones de vehículos eléctricos sin necesidad

de inversiones adicionales. Cada vez hay más pensamiento social hacia este aspecto,

y más desarrollo que ayudará a la impulsión de este tipo de vehículos. Las baterías

son otro aspecto que preocupa, aunque a corto y medio plazo parece haberse

encontrado la luz con la tecnología de ion litio, como las seleccionadas para nuestro

caso. Ofrecen mejor densidad de potencia y energía, ambas provocando una subida

en el precio respecto a su predecesor las de níquel. Sin embargo, al ser una

tecnología en desarrollo, al popularizarse los vehículos, su producción subirá en masa,

y gracias a la economía de escala los costes de producción se reducirán dando lugar a

la reducción en el precio.



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BIBLIOGRAFÍA

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[15] http://www.evdrives.com/images/Motors/ME1003/Product_Info_ME1003-1.pdf

[16] http://www.cloudelectric.com/product_p/co-axe7245.htm

[17] http://evlithium.com/html/GBS_Battery/52.html

[18] http://www.forococheselectricos.com/2011/11/mahle-presenta-su-nuevo-

extensor-de.html

[19] http://www.motorpasionfuturo.com/coches-electricos/se-presenta-el-nuevo-

sistema-de-carga-rapida-estandar

[20] http://www.motorpasionfuturo.com/mecanica-eficiente/cuanta-energia-

consume-un-coche-con-motor-de-aire-comprimido

[21] http://www.motorpasionfuturo.com/espaciorenaultze/ingeteam-presenta-la-

ingerev-road-una-estacion-de-recarga-que-reduce-los-tiempos-un-noventa-por-

ciento

[22] http://www.motorpasionfuturo.com/coches-electricos/se-presenta-el-nuevo-

sistema-de-carga-rapida-estandar

[23] http://www.sprl.upv.es/IOP_ELEC_02.htm

[24] http://www.abb.es

http://www.evdrives.com/mars_motor_me1003.html

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http://www.motorpasionfuturo.com/mecanica-eficiente/cuanta-energia-consume-un-coche-con-motor-de-aire-comprimido

http://www.motorpasionfuturo.com/espaciorenaultze/ingeteam-presenta-la-ingerev-road-una-estacion-de-recarga-que-reduce-los-tiempos-un-noventa-por-ciento





http://www.sprl.upv.es/IOP_ELEC_02.htm

http://www.abb.es/



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Parte III

DATASHEETS



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Specifications:

The ME1003 is a same motor as the ME0709 but it has a doublé brush set to handle

200 amps continuous. This ME1003 is a Brush-Type Magnet DC motor with very high

efficiency. For voltages from 12 to 72 VDC input and 200 amps continuous (500 amps

for 1 minute) and 72 volts. Designed for battery operated equipment. For more

information, see the Performance Information section. This has similar performance to

the Lynch, Lemco and AGNI motors.

power 11.5 KW continuous,

23KW peak for 1 minute and 72 Volts

voltage 12-72 Volts

speed 3050 Volts

size 8" OD, 7.42" long (w/o

shaft)

shaft 7/8"x1-5/8", 3/16" key

weight 36 lbs

We recommend thay you use an AXE/”$% Controller with this motor & a solenoid that

is rated for 400 amp continuous like the JCA-400 with the appropriate diode & pre-

charge resistor.



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The dimension of 72V100Ah battery pack is 285mm x 222mm x 732mm.

We can assemble 24 cells in different way according to your battery box, then we can

get different size of the 72V100Ah battery pack.

The weight of each 3V100Ah cell is 3.1kg.

There are 24pcs 100Ah cells each 72V100Ah battery pack.

So the total weight of 72V100Ah battery pack is around 75kg.

The price of 72V100Ah battery pack is 2640USD.

That is 11USD for each 3V100Ah battery cell.

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ADAPTACIÓN DE UN BUGGY CONVENCIONAL A · PDF fileRESUMEN DEL PROYECTO La finalidad de este proyecto consiste en el estudio de la ... En cuanto al presupuesto final de la modificación