POST.(03.11.2016): Algunos apuntes sobre los vehículos híbridos ( Beampost)

[Parroquiano]

Uno de la casa, Beampost, nos entrega, nuevamente, una completa visión, de las capacidades, posibilidades, ventajas y desventajas de los coches híbridos    

...conclusión: casi siempre lo simple es lo mejor.  

http://crashoil.blogspot.cl/2016/11/algunos-apuntes-sobre-los-vehiculos.html

[JotaEle]

Muy completo el post, sin embargo hay algunas simplificaciones sobre el sistema Hybrid Synergy Drive (HSD) de Toyota que me gustaría aclarar. Estas simplificaciones son muy típicas en el mundo del automóvil; cuando una de las consideradas grandes marcas (Mercedes, BMW, Audi, Ferrari, etc) no saca algo revolucionario, ninguna otra marca lo puede sacar, tiene que ser a la fuerza sencillo.

Bajo mi punto de vista, lo que se dice híbrido, solamente es el HSD, lo demás son soluciones tecnológicas de coches convencionales que les ponen motores eléctricos y baterías, o coches eléctricos con un grupo motor-generador para aumentar la autonomía. Y digo híbrido porque el sistema HSD trata de utilizar la tracción eléctrica cuando esta es más eficiente, y trata de utilizar la térmica cuando esta es más eficiente. Esto ocurre en todo tipo de conducción: ciudad, carretera, autopista, velocidades bajas o medias e incluso aceleraciones.

Es erróneo decir que el Prius tiene una transmisión compleja, construirla más simple y efectiva me parece difícil: el Prius no tiene embrague ni tiene caja de cambios solo tiene un motor térmico y dos motores/generadores eléctricos, uno de los motores/generadores eléctricos es más grande y potente que el otro; estos tres motores están unidos por un engranaje planetario; en el cielo del engranaje planetario están el motor eléctrico grande y una reductora hacia las ruedas; el motor/generador pequeño está unido al planeta y el motor térmico está unido a los satélites; y se acabó la transmisión, eso es todo. En este enlace hay un simulador http://eahart.com/prius/psd/

El Prius no solamente carga la batería de las formas que dice el artículo, de esta forma se acabaría gastando la batería en carretera en un periquete, HSD está recargando la batería continuamente, no puede pasar de un valor dado inferior. Suele tirar de batería en una cuesta arriba apoyando al térmico o en un llano tirando a bajada apagando el térmico. El resto, y en un viaje largo nos cansaremos de ver en la pantalla informativa, veremos como la energía del térmico va para las ruedas y para la batería. Este estado del coche se da cuando el coche mantiene una velocidad (no aumenta la velocidad), es el estado más eficiente que hay, el motor térmico baja mucho las revoluciones (si no hay cuesta, claro) mantiene la velocidad y va recargando la batería. Teniendo en cuenta que el motor del Prius es ciclo Atkinson, un ciclo más eficiente pero menos potente que el ciclo Otto, me resulta sorprendente la capacidad que tiene de mover el coche y a su vez mantener un nivel de batería adecuado; y todo ello con un consumo muy bajo.

Tal complejidad de funcionamiento (no de mecánica) solo puede ser gobernado por electrónica; el acelerador y el freno son meros sensores que mandan la información a la ECU para que esta decida en todo momento el nivel de aceleración, deceleración, funcionamiento de cada motor, freno disco/regenerativo, carga/descarga de batería, etc.
Tengo que decir que al contrario a la creencia de la gran mayoría, la electrónica no complica la mecánica, al contrario, la hace más simple, eficiente y segura. Hace ya varias décadas que la aviónica en la aviación ha hecho que los aviones sean mucho más seguros y eficientes que los de antes.

Tengo un Prius de segunda generación desde el año 2007, sin duda es el coche más eficiente y fiable que he tenido. Pese a la inevitable pérdida de capacidad de la batería que ya sufre, aún me sorprende cruzando pueblos grandes enteros en modo eléctrico a 50 kms/h como hizo siempre (si no pillo un semáforo en rojo, claro).

Sé que ni siquiera mil millones de automóviles HSD podrían evitar el inevitable cénit del petróleo que llegará tarde o temprano, sin embargo me reconforta saber que los pocos e imprescindibles vehículos del futuro post cénit podrán llevar alguna tecnología semejante.

Saludos

[Dario Ruarte]

Precioso artículo del Beamspot informándonos a los neófitos qué hay adentro de los autos y, me saco el sombrero por los conocimientos que demuestra Don Jotaele al respecto -o también es técnico en la materia o, por conducir un híbrido desde el 2007 se ha informado exhaustivamente al respecto-.

En cualquier caso me maravillo de los desafíos que enfrentan los ingenieros y la habilidad de sus soluciones. Sacan agua de las piedras los desgraciados.

[Beamspot]

Agua no sé, pero petróleo seguro que sí.

Al maestro JotaEle le voy a contestar en una entrada por separado. La calidad y corrección de su entrada más que se lo merece.

[Beamspot]

Maestro, primero, gracias por leer el infumable post.

Segundo, para empezar, voy a darle la razón más que merecida en dos puntos.

La primera razón es que efectivamente, he simplificado mucho en esta colección de entradas. Dudo que nadie quiera tragarse estrategias de hibridación ni los detalles técnicos. Entrar en detalle sobre los diferentes tipos de híbridos alargaría en exceso esta entrada. Dado que el futuro a medio plazo pasa por dichos híbridos (llevo como algo más de un año recomendando que quien se compre un coche nuevo, sea híbrido), quizás sea interesante hacer alguna entrada particular al respecto, en otro momento.

La segunda razón, es que el matapalomas (el apodo que tiene el Prius entre los taxistas) es un éxito rotundo entre los taxistas de grandes ciudades con razón. Muchos taxistas, que no lo tienen, lo recomiendan (sobre todo, si viven cerca de las grandes urbes), y todos los que lo tienen, repiten o aseguran que repetirán. Y esa gente tiene los números más claros que casi nadie en estos temas.

Es decir, la actual implementación del HSD es muy buena y da muy buenos resultados.

Sin embargo, hay algunas aclaraciones más que creo conveniente aportar, que para esto está este foro.

Empezaré por decir que sí tiene un embrague y una caja de cambios. Que los cambios estén fijos es otra cosa, pero eso es exactamente lo que es el planetario, la reductora y todo este juego de engranajes. Y el térmico está acoplado con un viscoembrague si no me falla la memoria (al menos no es de actuación eléctrica, y seguro que no 'manual', es decir, de pie, el clásico).

Las primeras versiones dieron problemas en ese sistema de acoplamiento, que se han solucionado, pero sigue siendo un sistema complicado, sobre todo, si lo comparamos con el 'through the road'.

Del resto del comentario, creo que hay que empezar por el primer párrafo.

Nada de esto es 'propiedad' de las grandes (ni de las pequeñas) marcas. Hay mucho desconocimiento al respecto. El público general se cree que todo es cosa únicamente del fabricante y para de contar. Los que trabajamos para las empresas que hacen electrónica del automóvil, sabemos que esto no es así, hasta el punto que muchos de estos trabajadores, piensan que todo es cosa de Bosch, Magneti Marelli (ahora propiedad de Samsung), Visteon, Lear, Continental, etc.

Estos compañeros míos van bastante más acertados, pero siguen estando lejos de la realidad, y muy especialmente en el caso de los híbridos y eléctricos (de ahora en adelante, HEV, o Hybrid and Electric Vehicle).

La pura realidad, es que la base teórica es propiedad pública, y algunos desarrollos o bases matemáticas, algo más complejas, son propiedad de universidades y empresas... electrónicas. De ahí salen las teorías y algunos detalles complejos más, con mucha financiación estatal, privada, y múltiple, de consorcios, como puedo poner por ejemplo el MOST, el BroadR Range, el CAN, etc.

Este tipo de desarrollos se hace en tres partes del mundo. Alemania, Japón, y USA (básicamente MIT y UCLA).

De estos sitios salen por ejemplo las transformadas (y sus antitransformadas) de Clark y Park, el espacio de control fasorial, etc.

Hace poco, un empleado que hace componentes para Tesla, intentando explicarme esto mismo, cometió el mismo error de la mayoría de mis compañeros menos duchos en la materia. Dijo que Elon Musk lo único que realmente implementó fue el control de los motores, que el resto era todo Mercedes.

De hecho, el Tesla actual es 60% Toyota (la fábrica, ingeniería de producción, logística, etc), 40% Mercedes (en realidad Daimler, y es básicamente la ingeniería de conjunto y equipamientos excepto la batería y el control del motor), y la implementación de la gestión de motor y batería, son de Tesla, pero de la compañía que compró Elon Musk antes de fabricar coches, antes de la adquisición.

Porque Tesla, que era una compañía que existía hace ya bastante, antes que fuese, ehm, 'reconvertida', era como Bosch, Visteon, Johson Controls, Siemens, y se dedicaba precisamente a hacer eso: inverters y BMS's (Battery Management Systems).

A partir de la teoría más o menos pública, luego vienen estas empresas que comento, e implementan algo fabricable, hasta mi compañero de trabajo está haciendo su propia implementación como Master.

Muchos detalles de fabricación, componentes, diseños, implementaciones, son propiedad conjunta entre estas empresas, universidades (el Insitituto Fraunhoffer es uno con el que trabajé, con profesores que trabajaban en soldadura de DCA's por sinterizado, por poner un ejemplo, sobre DCB's), y fabricantes de semiconductores.

Luego, con estas implementaciones, hay detalles y parámetros (sobre la misma base), que dependen del fabricante. BMW, el grupo VAG, el grupo Renault-Nissan, hasta  el punto que el extinto Fluence y el Q7 híbrido llevan la misma base, por ejemplo.

El cargador del Fluence se implementó en Lear, diseñado por ingenieros españoles en Valls, donde tiene un centro de estas cosas. Que conste que yo no he trabajado nunca a sueldo de estos señores.

En el caso de los híbridos, la estrategia de accionamiento y recarga es una de las bases más importantes y decisivas.

Y es pública.

Y es software.

Evidentemente, el hardware influye mucho, pero éste se hace a partir de unas premisas de estrategias, planes de desarrollo y futuro, etc.

Lo que hace el HSD se puede hacer perfectamente con un 'through the road' perfectamente, simplemente con estrategias preprogramadas. Por supuesto, hay requisitos, como un cambio automático para el motor térmico (que es una de las partes que tiene la transmisión del Prius).

Una subparte de estas estrategias, son las estrategias de carga de las baterías. Y eso depende de la batería: tipo (Litio, Plomo-ácido, o Niquel-Hidruro de Lantano), potencia, capacidad (que son cosas diferentes), temperatura, estado de carga (que a la vez depende del tipo), etc.

El Prius no enchufable gasta una batería de alrededor de 1.6KWh de Ni-LaH (con unos 10 kilos de Lantano, tierra rara barata, y que tiene que ver con lo que explico dos entradas más tarde de esta, que ya ampliaré - recordádmelo entonces). Este tipo de baterías es siempre de potencia, y más en este caso.

Puede alimentar 30KW (20C, una pasada) sin despeinarse (el NiMH suele dar fácilmente hasta 50C, y el NiCd más de 120C con facilidad), y se puede recargar en 20 minutos (3C) al 100% si la temperatura se mantiene.

Esa limitación en la potencia de recarga implica varias maneras de recargarse. Dado que no es muy elevada, hay varios momentos en los que el motor térmico tiene energía de sobras para realizar la recarga, aunque sea a 1KW. Cuando uno levanta el pie a velocidades elevadas, cuando uno frena levemente a más bajas velocidades, como por ejemplo, al llegar a un semáforo, etc.

Con una batería de litio, la cosa cambia. No les gusta tanto la potencia (raro que lleguen a 20C algunas específicas), y menos en carga (como mucho, 2C hasta el 60 - 70%, pero depende muchísimo de la temperatura).

Aunque el HW importa, muchas veces éste viene supeditado por el planteamiento de base, las estrategias (que hay varias, y se están experimentando).

Tengo un estudio en el otro ordenador, donde el DoE hacía las pruebas sustituyendo la batería de NiMH de otro híbrido por un pack de supercondensadores de la misma capacidad o incluso mayor, más ligero, y poco más caro (pero con una vida útil como la del coche como mínimo). Con la misma estrategia, de saque ahorraba un 10% más de electricidad, pero quedó claro que con un cambio de estrategia y adaptando varios factores más, se podía superar un 30% más de ahorro. Era un camino a investigar muy prometedor, que efectivamente se está siguiendo.

Ese estudio es una demostración más de la participación pública en el tema. Pero hay más, aunque tengo que buscar el enlace y el documento, donde se explica toda una familia de decenas de proyectos conjuntos, organizados por la UE, con consorcios (con detalles explícitos de quien lidera, quien apoya, quien paga) de fabricantes de automóviles y de semiconductores, así como de la industria auxiliar en la que estoy encuadrado.

Una de las sorpresas, es que muchas de estas cosas, incluyendo las Smart Grids y Smart Cities, son anteriores al 2005, y salen de este tipo de 'alineaciones de intereses'.

Volviendo a mi pasado, cuando estuve con el tema este en Nürmberg, con el apoyo del Insitituto Fraunhoffer, y dado que ese es uno de los centros donde se 'corta el bacalao', me quedó clara una cosa.

Los japos, por iniciativa gubernamental, llevan mucha ventaja al resto del mundo (incluyo a Tesla, de lejos). Yo estaba trabajando en el desarrollo de la cuarta generación, y ellos ya tenían la quinta en el mercado. Concretamente con el Prius.

Y la experiencia, sobre todo en HEV, es una de las grandes claves. Toyota con el estudio de trayectos mundial, para dimensionar las baterías para los híbridos enchufables (que es por donde van a ir los tiros). Nissan con su Leaf a pérdida con las baterías (tuvo que cambiar un montón al principio, y rediseñarlas al completo por temas térmicos), y el estudio de envejecimiento por Arrhenius que pongo de enlace, que los alemanes no sólo han usado de base, si no que lo han duplicado de forma más discreta (por lo que tengo entendido, disponen de muchos más datos, tanto en laboratorio como en campo, y corrobora lo obtenido por Nissan, razón por la que han trazado la 'frontera térmica' por los Pirineos, dejando a los PIGS fuera de cualquier interés por vender coches eléctricos puros).

De hecho, lo que está pasando con Tesla y el piloto autónomo, es precisamente por varias de estas mismas razones juntas. USA tiene una legislación particular que facilita este tipo de 'entrepreneurismo', gran baza (y perdición) de Elon Musk, que es justo lo que están explotando las empresas que trabajan en este sector: obtener datos a mansalva. Elon poner la cara, y los otros obtienen el beneficio.

Lo mejor (y peor) es que por fin, la gente se da cuenta que Tesla no lo hace todo, pero lo malo es que parece ser que ahora todo el mundo da todas las culpas justo a lo que no es Tesla, como si lo malo, todo lo malo, y sólo lo malo, que le pasa a Tesla, fuese culpa de otros, mientras que todo lo bueno, sólo lo bueno, es gracias a San Elon Musk. La típica muestra de cinismo de los tecnooptimistas que ya conocemos del sector energético. El mismo calzado, la misma filosofía.

Pues lo siento. No. Musk, como los demás, tienen también su parte de culpa. Empezando por nosotros mismos.

Después de este arrebato reivindicativo, mejor dejarlo por ahora, aunque creo que debería comentar algunas cosas sobre el artículo ahora que lo he revisitado, más de un año y pico después de escribirlo.

Y es que lo que por aquellos tiempos veía, intuía, ahora puedo asegurarlo con información (confidencial) de primerísima mano.

Todos los fabricantes de coches europeos, así como otros, están apostándolo casi todo a los híbridos, sobre todo enchufables.

BMW básicamente, para pasado el 2020, lo centra todo en los híbridos, con mucho peso en los híbridos serie (eléctrico 'puro', con alternadora o 'burra'), como el i3.

Como nota sobre este último, me comentaron que tenían encargados 25000 meses antes de sacar el primero. Todos por empresas, y ninguno particular. Otros 5000 sólo por concesionarios. Sin embargo, parece que muchos de estos vehículos (muy especialmente el Twizzy), al principio tienen mucha demanda y ventas, pero luego el ritmo baja, incluso tiene tendencias casi negativas (es el caso del Renault).

De todas maneras, es pronto todavía para ver cómo va a evolucionar esto. Este tipo de análisis es precisamente lo que quisiera comentar en otro momento, que por ahora ya estoy siendo muy pesado.

Un saludo.

[Beamspot]

Un par de detallitos más.

Si se sustituye el pack de baterías por un pack de supercaps, por ejemplo, igual conviene cambiar también el sistema de frenado.

Puesto que los supercaps permiten recargas a decenas y centenares de KW sin problemas, mucho más que cualquier batería, eso implica que el frenado se puede realizar de forma doble: regeneración según el estado de carga, y disco normal si los supercaps están a tope, con lo que hay que cambiar todo este sistema.

Con eso, la eficiencia aumenta aún más, puesto que se maximiza el efecto KERS que de otra manera no se puede aprovechar apenas.

Otras notas. DCA = Direct Chip Attachment, o montaje directo de semiconductores 'desnudos', silicio 'a pelo'. Las implicaciones son brutales, pero desconocidas para la mayoría. En Hispañistán no hay esta tecnología en ninguna fábrica, que básicamente se puede hallar en Francia (poca) y Alemania (la mayoría).

DCB = circuitos impresos de cerámica, óxido de alúmina, usadas para el DCA por muchas razones, disipación de potencia principalmente. Muy diferente también de la fibra clásica (FR4) y el papel prensado (CEM1).

[Beamspot]

Aún, de momento, otro detalle más.

El conversor de KL30 en el Q7, como mínimo, es bidireccional, como, tengo entendido pero no seguro, en la mayoría de casos.

Para los que no lo conocen, en jerga, KL30 es la borna positiva de la batería, KL31, o chasis, la negativa, y KL15, el contacto. KL30 tiene la tensión de la batería siempre. KL15 tiene esa tensión presente sólo cuando el contacto, la llave, está puesta, y hoy por hoy, ha desaparecido, puesto que se sustituye por telegramas del CAN.

Que el conversor de HV a KL30 sea bidireccional significa que el alternador puede cargar la batería de alta tensión (High Voltage, HV) que es de dónde se alimenta el motor híbrido. Y también significa que el resto de la electrónica puede (otra cosa es que lo haga), alimentarse de esa batería. Generalmente se complementa con la batería de plomo.

La implementación física es la misma para el Q7 que para el Fluence eléctrico y otros coches de otras marcas. El parámetro que ponen los fabricantes, es el máximo en cada una de las direcciones, así como el mapa de conversión según parámetros externos.

Estos parámetros, lo que yo he dicho que el HSD y demás estrategias de hibridación son en realidad SW, es tan así que la mayoría de coches híbridos tienen selectores que eligen entre diferentes conjuntos de parámetros, para modificar el estilo de conducción: sport, reducción de consumo, puro eléctrico, puro térmico, normal, parado, lluvia, etc. Hay algunos anuncios de este estilo en la tele de Hipañistán, si alguien se ha parado a observarlo.

Por otro lado, el Peugeot Hybrid4 se ha descatalogado. Era muy caro, y además, el modelo era del diésel más bestia, grande, de mayor consumo de la gama (quizás la razón principal para hibridarlo: reducir el desmesurado consumo).

Sin embargo, BMW acaba de sacar el Mini híbrido enchufable, trhough the road también, y creo recordar, el primero con el motor en las ruedas, con el inverter dentro del puente, ahorrando así espacio para poner una batería mayor, pero esta memoria mía es del prototipo, y podría ser que al final lo que haya llegado a la serie no sea así.

Insisto: los híbridos son la apuesta general de futuro.

La razón es simple. Batería de 'solo' 20KWh, por poner un ejemplo, con la que cubren más del 50 - 70% de desplazamientos, y alternadora que entraría sólo en determinados casos, con la ventaja de que así es difícil que uno se quede tirado.

Con 20KWh, probablemente en el orden de 8000€ de batería, se puede hacer lo mismo, pero con menos precio que con una batería de 80KWh y 36000€ que sería la apuesta de hacerse todo con batería pura. El ahorro es importante, sobre todo dado que la alternadora, al apenas funcionar, duraría muchísimo más con el ahorro de mantenimiento en esa parte (igual cero en toda la vida útil del coche), a la vez que el coste de cambiar la batería (una cuarta parte) por el uso que se le da, es también muy ventajoso.

Si el motor además puede ser tipo flex-fuel (gas y gasolina), mejor que mejor, sobre todo para los taxistas habida cuenta los problemas legales en España para aparcar en sitios cerrados vehículos a gas. Problema que no existe en otros países.

[Beamspot]

Maestro, Beam spot, no Beampost.

Beamspot es un viejo nick que hace referencia al puntito rojo de los francotiradores, al punto de luz de un puntero láser, y también a esto:

https://www.google.es/search?q=beamspot&rlz=1C1FLDB_enES512&espv=2&biw=1366&bih=700&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjs-9H7jZTQAhUCrRQKHaTyAMMQsAQIIw

Nada que ver con mi avatar.

Básicamente, habitualmente me quedo muy centrado, enfocado, en un punto, de ahí el nick.

[JotaEle]

Dario Ruarte escribió

Precioso artículo del Beamspot informándonos a los neófitos qué hay adentro de los autos y, me saco el sombrero por los conocimientos que demuestra Don Jotaele al respecto -o también es técnico en la materia o, por conducir un híbrido desde el 2007 se ha informado exhaustivamente al respecto-.
 

Lo segundo......... te cuento la historia. Cuando compré el coche a principios del 2007 el Prius en España era un auténtico desconocido, Toyota no le daba propaganda, no estaba todavía autorizado como taxi, los pocos que compraban bien era por ser un despistado que lo quería por ser automático, bien por ser un ecologísta recalcitrante que sí conocía el vehículo o bien por ser un curioso aficionado a la tecnología. Este último grupo formó un foro muy activo de incondicionales que se dedicaron a “descubrir” secretos del Prius y divulgar su mecánica y su comportamiento. Reconozco que compré el coche animado por este grupo, lo que daba más miedo los potenciales compradores era la batería híbrida (ya se sabe que las baterías son finitas).
Pronto quedé impresionado con el eficiente comportamiento del coche y su fascinante mecánica, así que me metí en el foro. Llegamos incluso a enganchar portátiles en el puerto OBD-II del automóvil para sacar datos y hacer gráficas (ahí empezó mi afición a las gráficas).
El pico del precio del petróleo en el 2008, la crisis siguiente, la validación del coche como taxi pusieron las cosas en su sitio y el coche empezó a valorarse más. Cuando salió la tercera generación del Prius (creo recordar que en el 2009) el coche ya era más conocido y en el foro fueron entraron usuarios con otros perfiles más mundanos. Los incondicionales empezamos a ser como bichos raros. Esto y los muchos enlaces que me aparecían sobre crisis energética cuando buscaba sobre energía, eficiencia, precio del petróleo, etc. hizo que mi perfil de priusero fuera migrando cada vez más a picoilero. Y aquí estamos.

Saludos

[JotaEle]

Beamspot escribió

La primera razón es que efectivamente, he simplificado mucho en esta colección de entradas. Dudo que nadie quiera tragarse estrategias de hibridación ni los detalles técnicos. Entrar en detalle sobre los diferentes tipos de híbridos alargaría en exceso esta entrada.

El post es correcto y sin duda provechoso a nivel divulgativo, el problema es mío, algunos de los antiguos incondicionales de HSD no nos gusta que nos pongan equiparaciones de HSD con  “otras cosas”.

Beamspot escribió

La segunda razón, es que el matapalomas (el apodo que tiene el Prius entre los taxistas) es un éxito rotundo entre los taxistas de grandes ciudades con razón. Muchos taxistas, que no lo tienen, lo recomiendan (sobre todo, si viven cerca de las grandes urbes), y todos los que lo tienen, repiten o aseguran que repetirán. Y esa gente tiene los números más claros que casi nadie en estos temas.

Recuerdo que nosotros en el foro fuimos los que animamos a los primeros taxistas a que probaran con el Prius, además sabíamos ya que el Prius como taxi era un exito en otros países.

Beamspot escribió

Empezaré por decir que sí tiene un embrague y una caja de cambios. Que los cambios estén fijos es otra cosa, pero eso es exactamente lo que es el planetario, la reductora y todo este juego de engranajes. Y el térmico está acoplado con un viscoembrague si no me falla la memoria (al menos no es de actuación eléctrica, y seguro que no 'manual', es decir, de pie, el clásico).

No tiene embrague, además no le hace falta, si juegas con el simulador del engranaje planetario verás como el coche pude moverse gracias al planetario con el motor eléctrico sin mover el térmico y puede estar parado con el térmico funcionando.
En este enlace se explica bastante bien: http://www.km77.com/marcas/toyota/2004/prius/tecnica/t01.asp

Otra cosa son las marchas, ahí había diversidad de opiniones en el foro, el engranaje planetario hace que el motor suene como si tuviera una CVT, así que muchos dicen que el planetario hace la función de CVT. Mi opinión es: Una caja de cambios es un mecanismo para llevar en todo momento el motor cerca de las revoluciones del par máximo que es cuando el motor es más eficiente. Normalmente se diseñan los motores para que el par máximo se encuentre en la parte media baja de las revoluciones del motor buscando un consumo más bajo. En el caso del Prius el par máximo se da en la parte alta de las revoluciones del motor (otra de las exclusividades de HSD), supongo que es porque cuando aceleras el motor se dedica a generar más electricidad que empujar, el que verdaderamente aumenta la velocidad es el eléctrico. El resto es sistema intenta mantener el térmico a las menores revoluciones posibles según el desnivel de la carretera y los requerimientos del conductor para ser más eficiente. Por eso considero que HSD no tiene caja de cambios.

En cuanto a la propiedad de las tecnologías, estás tú mucho más informado que yo, no obstante sabes también que hay guerras de patentes, actualmente los pocos coches HSD de otras marcas son licencias de Toyota.

Lo que dices sobre la tecnología de las baterías me hacen recordar los tiempos del foro en el que devorabas con interés toda la información posible.

Beamspot escribió

Todos los fabricantes de coches europeos, así como otros, están apostándolo casi todo a los híbridos, sobre todo enchufables.

Toma claro, por el híbrido fácil, 200 kg de baterías de litio y un motor eléctrico poderoso, mínimo gasto en I+D.

 Recuerdo que en el foro pusieron una vez una tabla de consumos de usuarios del Chevrolet Volt que fue sacado a su vez de un foro de norteamérica. Sus consumos eran bajísimo e incluso nulos, casi todos sacaban provecho del rango eléctrico que tenían los vehículos. El caso es que uno reportó un consumo de más de 7 litros a los 100. Se ve que este usuario hacía viajes muy largos superando ampliamente la autonomía eléctrica. Y en este caso el consumo era muy alto. Una cosa es que el vehículo sea eficiente por apoyarse en el rango eléctrico, otra cosa es que la mecánica sea eficiente.
HSD no es ninguna evolución de la mecánica convencional, es un desarrollo desde cero, sus exclusividades en mecánca así lo apuntan, motor ciclo Atkinson, par máximo a altas revoluciones, ausencia de embrague y de marchas, engranaje planetario. Es posible que al final triunfen los híbridos de rango extendido, dependerá del precio futuro de las baterias de litio, pero desde mi punto de vista el híbrido por excelencia y el sistema más eficiente es HSD. Quizás solo pueda ser superado por un HSD diesel, pero creo que a los diesel no le van nada bien los continuos arranques y paradas del motor que sufriría cuando se encuentra el vehículo en conducción urbana.

Saludos

[Fleischman]

Siempre me ha llamado la atención el Prius pero nunca me he atrevido a comprar uno. Si me permites un par de preguntas:

¿Has calculado a partir de qué kilometraje se amortiza un Prius? Teniendo en cuenta su sobrecoste sobre un coche térmico equivalente y su menor consumo. Aproximadamente, claro.

¿Cuál es tu consumo medio? No sé si el consumo real es igual al oficial...

[chamaeleo]

Haces muy bien en señalar el motor de ciclo Atkinson, que junto al cambio de marchas de tipo variador continuo, seguramente permita al Prius mejorar un 10 o 15% la eficiencia respecto al ciclo Otto.

Es relativamente fácil entender por qué un híbrido gasta menos en ciudad, o en zonas con continuas pendientes o cambios de velocidad. Los motores térmicos tienen un rendimiento desastroso a velocidades bajas, y un motor eléctrico con freno regenerativo ayuda a paliar gran parte de ese desastre. Y el freno regenerativo ayuda a recuperar parte de las pérdidas en los cambios frecuentes de velocidad y en las bajadas por pendientes.

Pero es que incluso en llano en autovía a velocidades constantes también hay ahorro.

Cuando la relación de compresión aumenta, el motor es más eficiente.

Se da la circunstancia que los motores con turbo mejoran su eficiencia gracias al re-aprovechamiento de los gases de escape que se usan para realimentar al turbo; pero en cambio, la relación de compresión se hace más baja (hasta 10:1 en los gasolina), me imagino que para no perjudicar la fiabilidad por complicaciones derivadas del turbo.

Los motores sin turbo de ciclo Otto pueden tener una relación de compresión más alta (hasta 12:1 en los gasolina), pero por contra, no aprovecha la energía residual de los gases de escape.

Los híbridos de Toyota, y me imagino que el resto de los híbridos en general, se aprovechan:
1) De la eficiencia energética que permite una relación de compresión alta (he visto llegar hasta 13,5:1 en una versión híbrida del Yaris con ciclo Atkinson).
2) Y probablemente también tengan algo que permita aprovechar la energía perdida de los gases de escape para recargar baterías.

Al aprovecharse de esas dos características de forma simultánea (cosa que un coche no híbrido no podría), un híbrido puede lograr mejores consumos incluso en llano a velocidad constante.

Lo de no usar diesel me imagino que tiene que ver por una cuestión de fiabilidad y mantenimiento. Un diesel es menos elástico que un gasolina, y me imagino que su acondicionamiento a un sistema híbrido sería mas problemático.

Señalar también que Toyota ya tiene desde hace años versiones híbridas en segmentos más pequeños, como el Auris y el Yaris, a costes competitivos. En ese aspecto, veo a Toyota varios pasos por delante al resto de marcas, que sólo tienen viable sacar versiones híbridas en los segmentos premium, ya que el coste no les sale en segmentos más bajos (a menos que alquilen o vendan las baterías a parte, como hace renault).

[Crates]

Pues acabo de leer con más atención el post de Beamspot y lo he disfrutado, la verdad. Quién me lo iba a decir a mí que nunca me han gustado ni los coches ni el jurgol
De niño recuerdo que no tenía ni idea de coches pero toda la pandi de amiguetes sí, y eran todos unos expertos en reconocer modelos, identificar las partes de un motor... incluso hasta alguno sabía hacer el puente jejeje... cosas de los barrios de la periferia de Madrid en los ochenta.
Lo que hecho en falta son conclusiones relativas al tema que nos ocupa: amotización, ahorro de energía, contaminación, etc.

[JotaEle]

Fleischman escribió

¿Has calculado a partir de qué kilometraje se amortiza un Prius? Teniendo en cuenta su sobrecoste sobre un coche térmico equivalente y su menor consumo. Aproximadamente, claro.

Uso poco el coche de 10.000 a 15.000 kms al año, normalmente para esparcimiento familiar. Mi idea no es amortizarlo con el uso, sino con el tiempo, sabía por el foro que para lanzar un producto tan arriesgado Toyota no podía jugarsela, el Prius tenía que ser mas fiable de lo normal. Más tarde en una reunión organizada por Toyota con priuseros, un directivo nos dijo que la segunda generación del Prius era el coche más fiable que tenían.
 Por ahora con el coche bien, tengo unos 133.000 kms y el coche solo pisa el taller para cambio de aceite filtro y neumáticos.

Fleischman escribió

¿Cuál es tu consumo medio? No sé si el consumo real es igual al oficial...

Mi consumo es 4,8 litros a los cien desde que lo compré, registrando los litros y los kilómetros en un programa. Mi impresión es que el nivel de combustible baja a la misma velocidad tento en carretera, ciudad o autovía. Mi conducción es la de la abuela como dice Beampost, es un coche que invita a conducción tranquila. La tercera generación consume menos, calculo que mi conducción estaría un poco por encima de los 4 litros a los cien. Si lo comparo con mis dos anteriores coches a gasolina, pues muy bien, consumían los dos por encima de los ocho litros a los cien, evitando siempre que fuera posible la ciudad; consumos también controlados por el programa.

Saludos

[Parroquiano]

  vaya con mi dilexia Beamspot.

[Beamspot]

Que Beamspot haya escrito un Beam-post es algo disléxico per se (con perdón por los disléxicos, pretende ser una broma).

[Parroquiano]

http://www.eleconomista.es/ecomotor/motor/noticias/7976151/11/16/Los-coches-electricos-ponen-techo-a-la-gasolina-la-demanda-actual-jamas-se-superara.html

Los coches eléctricos ponen techo a la gasolina: la demanda actual jamás se superará


La evolución que ha experimentado la industria del automóvil en los últimos años ha derivado en motores mucho más eficientes que los convencionales, los cuales se han convertido en la antesala a los coches eléctricos, cuyo auge se ha comenzado a gestar en la actualidad y se prevé que alcance su auge en la próxima década.

Tanto en el Salón del Automóvil de París como en el reciente Salón de los Ángeles las firmas han mostrado sus próximas apuestas, casi todas eléctricas, para liderar el mercado, lo cual da paso al inicio de una nueva era.

De hecho, de acuerdo con un informe elaborado por la Agencia Internacional de la Energía (AIE, por sus siglas en inglés), la demanda de gasolina ha alcanzado ya su punto máximo. La tendencia electrificante tomada por industria automovilística provocará la detención del crecimiento del consumo de gasolina en los próximos 25 años.

Fatih Birol, director de la AIE, asegura que "los coches eléctricos se están sucediendo" y que crecerán del millón de vehículos cero emisiones que se registraron el año pasado a 150 millones en 2040.

El informe 'World Energy Outlook 2016' realizado por la sede del AIE en París pronostica que la demanda de la gasolina caerá en 2020, pero tan solo dos décimas, pasando de los 23 millones de barriles del año pasado a los 22,8 millones al inicio de la próxima década. En 2030, además, se estima un periodo de recuperación hasta los 23,1 millones de barriles, antes de caer en 2040.

Un planteamiento que los propios actores de la industria petrolera ya contemplan e incluso, en el caso de Shell, lo recrudecen. Se trata de la segunda mayor empresa energética del mundo por valor de mercado, no obstante, es consciente del declive que sufrirá el consumo de los hidrocarburos. Es más, asegura que el último pico de incremento de la demanda de gasolina se vivirá en un periodo de tiempo máximo de entre cinco y 15 años. A raíz de ahí, pronostica la caída progresiva. Un hecho que llamó la atención puesto que históricamente se ha pronosticado un criamiento progresivo e incesante de la industria petrolera para décadas venideras.

La AIE, por su parte, se muestra más optimista en torno a la evolución de la industria de forma global, pues considera que el crecimiento de la demanda del petróleo se sostendrá durante varias décadas como consecuencia de un mayor consumo por parte del transporte aéreo, marítimo, de transporte por carretera (la electrificación de los camiones sigue un proceso más lento). E incluso prevé picos de criamiento más allá de 2020, aunque nunca superando el nivel que se ha alcanzado en la actualidad.



No obstante, para Philip Verleger, presidente de la consultora PKVerleger con sede en Colorado (EEUU), se trata de unas estimaciones demasiado optimistas. "Las refinerías en todo el mundo sólo pueden esperar que esta previsión sea correcta porque todas las indicaciones de hoy en día son que el consumo va a comenzar a caer probablemente en 2020. Es la mejor noticia que un paciente moribundo puede esperar", asegura.

Según informa Bloomberg, la demanda mundial de la gasolina creció un 20% entre 1990 y 2015 a pesar de la competencia del diésel y de los beneficios fiscales que se la han concedido en Europa durante dicho periodo a este combustible. Sin embargo, a pesar de que las personas que usarán vehículos alcanzarán los 2.000 millones en 2040, duplicándose la cantidad actual, el petróleo destinado al transporte por carretera está condenado a una reducción de dos décimas, de acuerdo con el AIE.

El diésel, en cambio, se verá menos perjudicado que la gasolina puesto que seguirán empleándose en el transporte marítimo, aviación o para camiones, aunque se deberá ser sustituido por un combustible con menos cantidad de azufre para 2020 para cumplir con la próxima normativa medioambiental.

[Beamspot]

Hay cosas que no me cuadran.

Si según la AIE, en el post de AMT donde lo desmonta, los eléctricos representan un porcentaje mínimo, y hay casi 1900 millones de coches, muchos de ellos a gasolina ¿cómo coj***s la demanda de gasolina (o gasoil) va a bajar?

Las mejoras de consumo de todos estos motores de combustión están ya en rendimientos decrecientes desde hace tiempo, así que si hay más coches, como casi el doble, los consumos casi difícilmente van a reducirse a la mitad.

Claro que hoy por hoy, híbridos hay muchos, y esos reducen el consumo... algo. Adjunto el que me gustaría comprarme, baratito, mi recomendación para todo el mundo:

http://koenigsegg.com/regera/

[Hertz]

Beamspot escribió

Si según la AIE, en el post de AMT donde lo desmonta, los eléctricos representan un porcentaje mínimo, y hay casi 1900 millones de coches, muchos de ellos a gasolina ¿cómo coj***s la demanda de gasolina (o gasoil) va a bajar?

¿Es posible que de la totalidad de vehículos solo una pequeña parte recorra la mayor parte de los kilómetros?
Si fuera así habría que ver sobre esa parte cual se electrifica.

[Fleischman]

Eso también lo pensé para intentar cuadrar las cifras: si tenemos el doble de coches pero cada uno hace la mitad de kilómetros, estamos en las mismas. Pero no deja de ser un brindis al sol. Para qué va a estar la gente comprando cada vez más coches para usarlos cada vez menos.

En realidad, creo que en lugar de ver los hechos y extraer tendencias, los de la AIE lo hacen al revés: poenen las tendencias y luego buscan los hechos necesarios. El petróleo no puede bajar, el crecimiento económico no puede parar... ¿cómo cuadro esto? Pues con coches cada vez más eficientes.

Los eléctricos no pintan mucho, pues serían un 7.5% del total.

[Hertz]

Fleischman escribió

Eso también lo pensé para intentar cuadrar las cifras: si tenemos el doble de coches pero cada uno hace la mitad de kilómetros, estamos en las mismas. Pero no deja de ser un brindis al sol. Para qué va a estar la gente comprando cada vez más coches para usarlos cada vez menos.

No me refería exáctamente a eso. Sino que un 10% de los coches se usan los días laborales varias horas otro 10% algo menos de una hora y muchos otros están parados salvo unos pocos días al año o algo así.

Si se espera que los eléctricos sustituyan a parte de los coches del primer 20% pues supone mucha reducción de kilómetros y combustible, porque en realidad el otro 80% hace muy pocos kilómetros y consume poco.

Quizás también esperen a que el automovil pierda terreno frente a otras formas de movilidad menos consumidoras.

[JotaEle]

Fleischman escribió

Eso también lo pensé para intentar cuadrar las cifras: si tenemos el doble de coches pero cada uno hace la mitad de kilómetros, estamos en las mismas. Pero no deja de ser un brindis al sol. Para qué va a estar la gente comprando cada vez más coches para usarlos cada vez menos.

La AIE está casi convencida que habrá una subida de precios (lo deja entrever en varias partes del informe), y cuando el precio sube el mundo gasta menos combustible, esta es la única razón por la cual puede bajar el consumo. También la AIE sabe que la dependencia del petróleo para el transporte es total. También la AIE sabe que el automóvil es el bien de consumo preferido por la clase media.

Sabiendo todo esto no puede decir otra cosa: los automóviles crecerán, se seguirá usando gasolina y el consumo disminuirá. Dependerá de los consumidores que sigamos siendo fieles al automóvil o que finalmente le demos una patada como se merece.

Saludos

[Crates]

Los coches eléctricos son un montón de chatarra inútil y lo único que se pretende es crear otro sector económico no ahorrar petróleo. Eso no tiene ningún sentido. Y por qué digo esto: porque si ese fuese el verdadero motivo se conseguiría mucho más ahorro y en mucho menos tiempo simplemente obligando a reducir la velocidad.
Y para lanzar al mercado ese producto inútil y deficiente nos venden la película de las emisiones de CO2 y el aahorro energético y algunos tontos incautos y crédulos compran ese montón de chatarra inútil porque piensan que están haciendo algo por el medio ambiente, pero es manifiestamente falso, porque los coches eléctricos consumen mucha más energía que los de combustión en su fabricación y la electricidad también es un contaminante.

Totalmente absurdo todo.

[Crates]

"y cuando el precio sube el mundo gasta menos combustible, esta es la única razón por la cual puede bajar el consumo."

Eso no es lo que nos dice la experiencia. Es otro meme del peakoil falso. El principal motivo de descenso en el uso del petróleo es una recesión económica, no el aumento del precio del combustible.
Aquí la prueba.



La gente no puede prescindir del uso del automovil y lo que sucede en realidad es que al aumentar su factura en combustible, lo detraen de otros consumos. Es por eso que la subida del crudo por encima de un umbral produce recesión.

[Beamspot]

Correcto. La bajada de consumo es por aquellos de dejan de hacer 60Km o más al día para ir a un trabajo que ya no tienen, y por aquellos que ya no salen a cenar para poder llenar el depósito para ir a un trabajo que intentarán mantener a toda costa.

Se ve que eso son cosas esotéricas y que no tienen nada que ver con lo que discutimos.

Por eso Gail Tverberg (que precisamente por explicar esto mismo es una de las que sigo muy a gusto) es considerada por algunos una persona sin pies ni cabeza, por lo visto.

Creo que hay mucha diferencia entre el estereotipo del Peak Oiler y muchos de los que pululamos por aquí. Hace ya años que vengo diciendo que el Peak será de demanda, y que salvo casos puntuales, el petróleo probablemente vaya a la baja: cada vez podemos pagar menos por el sin que se resienta toda la economía.

El problema del Peak Oil no es ni que falte el petróleo ni que suba el precio del mismo. El problema es que no se pueda pagar a un precio que permita negocio a los productores. Es un problema de viabilidad económica.

Y eso es un problema esotérico una vez más.

Así que yo soy por lo visto, una persona 'religiosa'...

Es como eso de la viabilidad tecnológica.

Tecnológicamente podemos ir a la Luna, está demostrado. ¿Cuando sale el próximo cohete? Yo quiero ir a pasar un finde con la familia allí...

Pues por lo visto, esa frase anterior es otra demostración de 'fe religiosa' por mi parte. Dado que precisamente esa es la base de mi argumentación por la que los coches eléctricos serán el final del vehículo privado, mi credibilidad es nula.

Por cierto. Si baja el precio del petróleo, debería dispararse el consumo, ¿no? Entonces, ¿que pasó entre finales de 2008 y principios de 2010?¿Porqué no se disparó el consumo?

[JotaEle]

Seguimos mitificando la destrucción de demanda.

Tu gráfica te traiciona Crates, al final está repuntando junto con los bajos precios. Si queréis una gráfica más clara y detallada, en el post Consecuencias del cénit del petróleo, la gráfica 18 trae una relación entre el consumo y el precio de la gasolina en EEUU. Junto a la gráfica el punto "El precio de la energía marca la demanda" explica como reacciona el consumo.


Saludos

[Crates]

JotaEle, lo siento pero no estoy de acuerdo con tu conclusión.
Dices que mi gráfico me traiciona pero en el gráfico de España lo que observamos es un aumento del consumo de petróleo porque hay una recuperación económica no porque el precio del combustible sea más bajo. Yo diría que apoya lo que afirmo.
Te refieres a esta gráfica de tu artículo.



Eso si que es para mí un buen ejemplo para explicar el porqué correlación no implica necesariamente causalidad.

Al igual que en el caso de España, el consumo va parejo a la actividad económica de EU. Observa como la declinación en el consumo coincide con el inicio de la crisis. Y ahora nuevamente va al alza porque se está reactivando la economía tras el periodo recesivo que sufrieron.

Si la actividad económica va al alza, el consumo aumenta, y al contrario. Eso es una fuerza mucho más poderosa que el precio.
Con esto no quiero decir que el precio no influya también en el consumo de un modo marginal, pero desde luego que a un nivel mucho más discreto que el estado de la actividad económica.

Y es que en el caso de España está clarísimo. Por favor, vuelve a mirar con atención la imagen. La bajada fue debida logicamente a la destrucción de parte de la economía al inicio de la crisis: la destrucción del sector inmobiliario que es un gran consumidor de combustibles, a la destrucción de millones de empleos con lo que eso conlleva en destrucción de desplazamientos, a la destrucción de consumo etc etc. Y ahora se está recuperando porque la actividad económica también lo hace no porque el precio sea más alto o más bajo. De hecho en 2015 la economía española crecia a un 3% aprox.



Así que mi grafico definitivamente apoya lo que afirmo. Nada de traiciones.

Por otro lado también decirte que nos hemos mal aconstumbrado a decir que el precio del crudo es bajo (y de los combustibles) por el efecto anclaje con el período en el que estaba en torno a los 100$, cuando no lo es en términos del precio medio histórico.

[Crates]

Totalmente de acuerdo con tu comentario, Beamspot. Eso que dices de "esotérico" es cierto. Yo creo que es porque el modo en el que opera el pico del petróleo (en realidad haber llegado a los límites del crecimiento) es más "inmaterial" y complicado de lo que se pensaba que iba a ser, por lo tanto más difícil de entender, de creer y de aceptar.

[JotaEle]

Crates escribió

Observa como la declinación en el consumo coincide con el inicio de la crisis. Y ahora nuevamente va al alza porque se está reactivando la economía tras el periodo recesivo que sufrieron.

Yo lo que observo es que la crisis viene justo en el pico del precio del petróleo, el precio es el que provoca la crisis, y cuando se estabiliza el precio y posteriormente empieza a decrecer se empieza a recuperar el consumo.

Te indiqué la gráfica 18 porque era parecida a la que pusistes tú, pero el post tiene más gráficas también concluyentes, esperaba que leyeras todo el post. Fijate la gráfica 2, cuando sube el precio del petróleo el mundo sustituye el petróleo por gas y carbón; salvo en el transporte que es imprescindible el petróleo, en los demás sectores está siendo sustituido. Pienso que el petróleo pude provocar alguna crisis, pero que al final no es tan decisivo como para hundir una sociedad. Mucho más críticos serán el cénit del gas y del carbón. El post lo explica.

En cuanto al precio se ve que es decisivo en las cinco primeras gráficas, la explicación de nuevo en el post.

Pienso que la destrucción de demanda en el petróleo será decisiva una vez que pasemos el cénit, cénit que el BAU por ahora consigue postergar. Y pienso que la mayor destrucción de demanda y de la economía vendrán con con el cénit del gas.

Las gráficas referenciadas se encuentran en el post Consecuencias del cénit del petróleo.

Saludos

[Fleischman]

Creo que estáis hablando de los mismo bajo enfoques diferentes.

Está claro que si el precio sube, hay una (pequeña) reducción de consumo, vamos a llamar "directa". Cuatro frikis conducirán un poco más despacio, y alguno más decidirá no coger el coche para ir a hacer el hostias por ahí (llevar la novia a la plaza, como dice Dario). Quizás alguno se decida a compartir coche para ir al curro.

El mayor efecto, como ha explicado Gail hasta la saciedad, es indirecto. Cueste lo que cueste, yo voy a usar el coche igual para ir a trabajar. Lo que pasa es que, como me queda menos dinero al gastar más en gasofa, dejo de gastar en otras cosas. Lo que provoca despidos en esos sectores, aumento del paro y, como esa gente ya no tiene que conducir para ir a trabajar, reducción del consumo de petróleo.

En Estados Unidos, creo que era Hamilton el que contaba que el repunte de precios de petróleo había sido el detonante de la crisis de crédito, está además el factor crédito. No solo no tengo dinero para comprar chorradas, sino que dejo de pagar los créditos.

Esa crisis de crédito fue la que importamos aquí (a pesar de que el ilustre Zapatero decía que eso no iba a pasar) e hizo que reventara la burbuja inmobiliaria.

Como anécdota, yo en aquella época leía las páginas salmón de economía, y recuerdo un artículo en el que se sostenía, con muy buenos argumentos (sobre el papel), que la crisis americana no se nos iba a contagiar. Pero sucedió...