Protocolos de Comunicación y Tipologías de Vehículos Eléctricos e Híbridos

Clasificación de Redes Según su Jerarquía y Prioridad

Se ha de establecer un orden o protocolo interno para asegurarse de que la unidad que tiene menor prioridad permanezca a la espera. La jerarquía se establece en dos niveles.

Primer Nivel: Potestad de Elaboración de Mensajes

En el primer nivel se define qué unidades tienen potestad para elaborar un mensaje y qué unidades no pueden elaborar mensajes, sino que solamente pueden responder cuando se les pregunte. Hay dos redes clave:

Redes Maestro-Esclavo

• Solamente hay una unidad que tiene poder para elaborar mensajes y emitirlos. A esta unidad se la llama maestra.
• El resto de unidades no pueden elaborar y enviar mensajes por propia voluntad. Los únicos mensajes que enviarían serán los de respuesta a la unidad maestra.

Redes Multimaestro

• Todas las unidades se componen por unidades maestras, es decir, tienen el poder de elaborar mensajes y emitirlos cuando se crea conveniente.

Segundo Nivel: Prioridad de Mensajes (Bit Dominante/Recesivo)

Cuando la red está en reposo, en el cable hay una tensión que se corresponde a uno de los estados posibles. A este valor de tensión se le llama recesivo y corresponde con el estado 1 binario.

• El valor de tensión puede ser un valor más bajo o más alto; esto no tiene importancia. Lo importante es que sea el valor de tensión cuando la red está en reposo, es decir, que no se esté emitiendo ningún mensaje, pero la red esté conectada.
• Si en una red intentan poner valores diferentes a la vez (es decir, una unidad intenta poner un bit recesivo y otra unidad intenta poner un bit dominante), es el bit dominante el que permanecerá en la red y, por lo tanto, el que todas las unidades leerán, incluso la que intentó poner el bit recesivo.

Sistemas de Propulsión en Vehículos Eléctricos e Híbridos

Híbrido Suave (Mild Hybrid)

• Pueden utilizar el motor híbrido para poner en marcha el motor térmico.
• El motor-generador recupera energía en las frenadas o cuando no se acelera.
• Posibilidad de funcionar en modo eléctrico a poca velocidad.
• Una UCE (Unidad de Control Electrónico) controla constantemente la carga de la batería, manteniéndola en una carga intermedia.
• Si la carga es demasiado baja, entonces utiliza el motor térmico.
• El motor eléctrico puede ayudar a la tracción del motor térmico.
• El motor generador está situado generalmente en el volante de inercia del motor térmico, pero se están ensayando otras ubicaciones.

Vehículo Híbrido Paralelo

• Incorporan un mínimo de dos motores de tracción con dos energías diferentes.
• El vehículo tiene posibilidad de propulsarse por tracción eléctrica.
• El motor eléctrico puede realizar también la función de recuperación de energía, aunque hay casos en que se monta un generador aparte.
• Los vehículos híbridos en general no tienen posibilidad de enchufarse a la red.

Híbrido Serie

• Disponen de un mínimo de dos motores.
• La tracción solo la realiza el motor eléctrico.
• El motor térmico se hace funcionar a su régimen óptimo.
• El motor térmico se puede mantener apagado.
• El motor eléctrico se comporta también como generador.

Vehículo Eléctrico (Puro)

• La tracción es únicamente eléctrica, suministrada por un conjunto de acumuladores.
• El motor tiene posibilidad de generar electricidad.
• La recarga de los acumuladores se realiza de forma externa con la red eléctrica y oscila entre 4h a 8h.
• En muchos casos incorporan la carga rápida, que carga hasta un 80% la batería en 20 minutos.
• La autonomía de estos acumuladores suele oscilar entre unos 100 km y 500 km, según el tipo de conducción.
• Muchas ciudades incorporan puestos de carga.
• Se están estudiando sistemas de carga dinámica que permitirían realizar la carga con el vehículo circulando.

Batería de Tracción

Ubicación

La batería de tracción está alojada en una caja metálica montada con rigidez al travesaño del cárter del piso del área de carga.

Funcionamiento y Composición

Es una batería de NiMH (Níquel Metal Hidruro).

• La utilización de este tipo de batería en vehículos híbridos se debe a que presenta un coste inferior a una batería de Li-ION y a su vez porque un vehículo híbrido no necesita cargarse en la red para incrementar su carga.
• De igual forma que en los vehículos eléctricos, la batería tiene una estructura modular de 28 módulos de 7.2V conectados en serie.
• Cada módulo de la batería presenta un diseño antiderrames y está ubicado en una caja hermética.
• El electrolito utilizado en el módulo de baterías de NiMH es una mezcla alcalina de potasio e hidróxido de sodio.
• El electrolito se absorbe en las placas de las celdas de la batería y normalmente no tendrá fugas, incluso en caso de una colisión.
• En caso de sobrecarga, los módulos expulsarán los gases directamente al exterior del vehículo a través de una manguera de ventilación.