Funcionamiento de la Transmisión Híbrida y el Inversor en Vehículos Eléctricos
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Transmisión Híbrida
Ubicación: Acoplada al motor de combustión interna y al eje delantero.
Descripción y funcionamiento
La transmisión del Prius consta de un engranaje de tipo planetario o epicicloidal que realiza la unión entre dos grupos motor-generador, denominados MG1 y MG2 respectivamente.
Los dos motores eléctricos, MG1 y MG2, son muy similares en construcción pero tienen tamaños diferentes, siendo el más grande el MG2. Ambos son motores eléctricos de corriente alterna síncronos de imanes permanentes en el rotor. El rotor es el encargado de girar el eje; consta únicamente de un eje con imanes permanentes y no dispone de ninguna conexión eléctrica.
Se elige la construcción mediante imanes permanentes en el rotor debido a que el motor por sí mismo, y sin necesidad de aportarle electricidad, es capaz de generar energía eléctrica al girar su eje.
El estátor es la parte fija del motor eléctrico y contiene tres conjuntos de bobinas. Cuando la corriente pasa en una dirección a través de las bobinas, se genera un campo magnético de rotación en el estátor, que hará girar el rotor en el mismo sentido que el campo y a la misma velocidad (síncrono).
Si el rotor gira mediante un par de rotación —en este caso proveniente del giro de las ruedas o del motor de combustión—, una corriente eléctrica circulará a través de las bobinas del estátor y el motor pasará a operar como generador, recargando la batería de tracción.
Inversor
Ubicación: Bajo el capó.
Descripción y funcionamiento
Dado que los grupos motor-generador funcionan con corriente alterna trifásica y la batería, al igual que todas las baterías, almacena la electricidad en corriente continua, se necesita una parte de electrónica de potencia para realizar la conversión, denominada inversor.
Dicho componente está formado por interruptores controlados eléctricamente denominados transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), que permiten realizar la conversión de continua a alterna y viceversa, funcionando como diodos rectificadores. A su vez, contiene tres condensadores que permiten elevar la tensión de la batería de 201,6 V hasta un máximo de 650 V.
El inversor conoce la posición del MG1 y MG2 mediante un sensor que está ubicado en el eje y regula la corriente a las bobinas para mantener el par y la velocidad de giro deseados en cada momento.
También hace la función de conversor DC/DC, ya que la conversión de corriente continua a corriente continua se debe hacer para poder cargar la batería de 12 V a través de la batería de tracción (201,6 V). De igual forma que en los vehículos eléctricos, la batería de 12 V tiene aquí también la función de dar alimentación a las centralitas, equipo multimedia, luces, etc.
Resumen de funciones
En resumen, las funciones principales del inversor son:
- Inversión de la electricidad: Transforma el alto voltaje de la batería de tracción en electricidad alterna trifásica para alimentar los motores eléctricos.
- Conversión inversa: Convierte la electricidad alterna en continua para recargar la batería de tracción por medio del frenado regenerativo.