CURSO DISEÑO DE VEHÍCULO ELÉCTRICO

PROGRAMA
Tema 1 – Introducción al vehículo eléctrico

  • 1. Conceptos generales
  • 2. Clasificación de los vehículos eléctricos
    2.1. Vehículos híbridos eléctricos (HEV)
    2.1.1. Vehículos híbridos en serie
    2.1.2. Vehículos híbridos en paralelo
    2.1.3. Vehículos híbridos enchufables (PHEV)
    2.1.4. Vehículos híbridos no enchufables
    2.1.5. Ventajas y desventajas de las distintas configuraciones de los vehículos híbridos
    2.2. Vehículos eléctricos (EV)
    2.2.1. Comparativa de los EVs con respecto al resto de tecnologías
  • 3. Disposición del sistema de tracción en los EV

Tema 2 – Sistema de almacenamiento de energía

  • 1. Introducción
    2. Conceptos generales
    3. Parámetros fundamentales de una batería para EV
    3.1. Tensión de una batería (∆U)
    3.2. Capacidad de una batería (X)
    3.3. Constante de carga / descarga (C-rated)
    3.4. Voltaje mínimo admissible (Cut-off)
    3.5. Densidad de energía ó energía específica (Specific Energy)
    3.6. Potencia específica (Specific Power) [W/kg]
    3.7. Rendimiento
    3.8. Efecto memoria
    3.9. Ciclos de vida (Life Cycle)
    3.10. Profundidad de descarga (Depth of Discharge – DoD) [%]
    3.11. Estado de carga (State of Charge – SOC) [%]
    3.12. Máxima corriente de descarga en continuo
    3.13. Corriente de descarga pico
    3.14. Ejemplo de datasheet de una celda

4. Concepto de batería para vehículo eléctrico (EV)

  • 5. Tipos de celdas en función de su composición química
    5.1. Baterías de plomo-ácido (Lead–acid battery)
    5.2. Baterías de níquel-hierro (Ni-Fe)
    5.3. Baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd)
    5.4. Baterías de níquel-hidruro metálico (Ni-MH) (Nickel metal hydride)
    5.5. Baterías de iones de litio (Li-Ion)
    5.5.1. Baterías de Lithium Cobalt Oxide (LCO)
    5.5.2. Baterías de Lithium Manganese Oxide (LMO)
    5.5.3. Baterías de Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)                                                                              5.5.4. Baterías de Lithium Ion Phosphate (LFP)
    5.5.5. Baterías de Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA)
    5.5.6. Baterías de Lithium Titanate (LTO)
    5.5.7. Baterías de polímero de litio (LiPo)
    5.5.8. Tabla comparativa de los distintos tipos de baterías de litio
    5.5.9. Análisis comparativo de los distintos tipos de baterías
  • 6. Tipos de celdas en función de su forma geométrica
    6.1. Celdas cilíndricas
    6.2. Celdas tipo botón (Button Cell)
    6.3. Celdas tipo prismático
    6.4. Celdas tipo Pouch

7. Tecnología empleada en baterías para EV

  •    8. Montaje de un pack de baterías para EV
    8.1. Conexión de las celdas en un pack de baterías
    8.1.1. Conexión en serie de celdas:
    8.1.2. Conexión en paralelo de celdas:
    8.1.3. Conexión en serie y en paralelo de celdas:
    8.2. Montaje de las celdas en un pack de baterías
    8.3. Soldadura por puntos para la conexión de las celdas
    8.4. Conexión al BMS y al sensor de corriente
    8.5. Empaquetado final
  • 9. Dispositivo BMS (Battery Management System)
  • 10. Sensor de corriente11. Elementos de protección necesarios

 

Tema 3 – Sistema de tracción eléctrico

  • 1. Conceptos generales
    2. Ciclo WLTP
    2.1. Introducción al Ciclo WLTP
    2.2. Descripción de los parámetros principales del Ciclo WLTP
    2.3. Aplicación del Ciclo WLTP a los vehículos eléctricos
    2.4. Cálculo previo la autonomía según el ciclo WLTP para un vehículo eléctrico
    2.4.1. Cálculo de la cinemática y dinámica del vehículo
    2.4.1.1. Ecuación fundamental de la dinámica de un vehículo
    2.4.1.2. Cálculo del esfuerzo tractor necesario
    2.4.2. Cálculo de la potencia consumida por el vehículo
  • 3. Configuraciones posibles del sistema de tracción eléctrico
    3.1. Introducción
    3.2. Diferencias entre motor eléctrico central y motor en rueda
    3.3. Cálculo del par motor necesario para mover las ruedas
    3.3.1. Cálculo para la configuración de motor en rueda
    3.3.2. Cálculo para la configuración de motor central

Tema 4 – Motores eléctricos empleados en los sistemas de tracción

  • 1. Conceptos generales
    1.1. Motores de corriente continua (motores de CC)
    1.2. Motores de corriente alterna (motores de CA)
    1.2.1. Motores asíncronos
    1.2.2. Motores síncronos
  • 2. Motores eléctricos empleados en los sistemas de tracción
    2.1. Motores de inducción (asíncronos)
    2.2. Motores de imanes permanentes (síncronos)
    2.3. Motores de reluctancia conmutada (SRM)
    2.4. Motores de flujo axial
    3. Parámetros de diseño de un motor eléctrico de tracción
    4. Curva de par de un motor eléctrico de tracción

Tema 5 – Diseño e integración del conjunto motor/pack de baterías

  • 1. Conceptos generales
    2. Selección de las especificaciones básicas del motor eléctrico
    3. Selección de las especificaciones básicas del pack de baterías
    4. Combinación motor / pack de baterías

Tema 6 – Componentes adicionales de gestión y control

  • 1. Conceptos generales
    2. Inverters (drivers)
    2.1. Descripción general
    2.2. Estrategias de control
    2.2.1. Control de motores PMSM
    2.2.1.1. Control DTC (Direct Torque Control):
    2.2.1.2. Control FOC (Field-Oriented Control):
    2.2.2. Ventajas y desventajas del control DTC frente al FOC
    2.3. Parámetros que definen un inverter
    3. Acelerador
    4. Frenado regenerativo
    4.1. Estrategia de regeneración de energía en frenado
    4.1.1. Estrategia de control de frenado regenerativo en serie
    4.1.2. Estrategia de control de frenado regenerativo en paralelo
    4.1.3. Conclusiones acerca de la estrategia de regeneración

Tema 7 – Arquitectura de comunicación CAN

  • 1. Conceptos generales
  • 2. Arquitectura Can-Bus en un vehículo de combustión
    2.1. Principios de interconexión en un sistema Can-Bus
    2.2. Implementación práctica de un sistema Can-Bus
    2.3. Gateway
    2.4. Cables Can-Bus
    2.5. Sistema MOST-Bus
  • 3. Arquitectura Can-Bus en un vehículo eléctrico
    3.1. Unidad de control de motor
    3.2. Inverters
    3.3. Battery Management System (BMS)
    3.4. Cargador
    3.5. Sistema de refrigeración

Tema 8 – Sistemas de recarga de vehículo eléctrico

  • 1. Conceptos generales
  • 2. Proceso de carga de una celda de Ion-Litio
  •     3. Sistemas de recarga de vehículo eléctrico
    3.1. Factores importantes relativos a los sistemas de carga
    3.2. Modos estandarizados de recarga
    3.3. Modos de conexión a la red
    3.4. Conectores estandarizados de recarga
    3.5. Normativas relativas a protocolos de comunicación y seguridad
    3.6. Sistema de carga on-board
    3.6.1. Cargadores de flujo unidireccional
    3.6.2. Cargadores de flujo bidireccional
    3.6.3. Parámetros fundamentales de un cargador On-Board
    3.6.4. Definición de los parámetros de carga
    3.7. Sistemas de recarga off-board
    3.7.1. Ejemplo de estación recarga exterior
    3.7.2. Ejemplo de estación recarga doméstica
    3.7.3. ITC-BT 52 Infraestructura para la recarga de vehículos eléctricos
    3.7.3.1. Esquemas de instalación para la recarga de vehículos eléctricos
    3.7.3.2. Previsión de cargas para la recarga de vehículos eléctricos
    3.7.3.3. Puntos de conexión posibles a instalar en función de su ubicación eléctricos

Tema 9 – Reglamentación y legislación relativa al vehículo eléctrico

1. Reglamentos de homologación

  • 2. Normativa de homologación (Directiva 2007/46/CE)                                                                                                 2.1. Introducción a la Directiva 2007/46/CE
    2.1.1. Categoría de vehículos
    2.1.1.1. Definición de categorías de vehículos M/N/O
    2.1.1.2. Definición de categorías de vehículos L
    2.1.1.3. Definición de categorías de vehículos
    2.1.2. Tipos de homologación
    2.1.3. Listado de actos reglamentarios para la homologación
  •      3. Homologación de vehículos eléctricos
    3.1. Introducción a la homologación de vehículos eléctricos
    3.2. Reglamento CEPE 100 relativo del grupo motopropulsión eléctrico
    3.2.1. Definiciones y conceptos importantes
    3.2.2. Parte I: Requisitos de un vehículo por lo que respecta a su seguridad eléctrica
    3.2.2.1. Protección contra choques eléctricos
    3.2.2.2. Sistema de acumulación de energía recargable (REESS)
    3.2.2.3. Seguridad funcional
    3.2.2.4. Grado de protección IPXXB e IPXXD
    3.2.3. Parte II: Requisitos de un sistema de acumulación de energía recargable por lo que se refiere a su seguridad
  • Tema 10 – Seguridad eléctrica en un vehículo eléctrico
    1. Conceptos generales
    2. EPIs necesarios para la realización de la desconexión del sistema de alta tensión
    2.1. EPIs frente al choque eléctrico
    2.2. EPIs frente al arco eléctrico
    3. Extintor frente a incendio de baterías de litio
    4. Pértigas de salvamento eléctrico
    5. Protocolo de seguridad para el trabajo sobre un EV con el sistema de alta tensión activado
    6. Señalización del estado de trabajo sobre un EV

 

  • Tema 11 – Mantenimiento y reparación de un vehículo eléctrico
  •   1 . Conceptos generales
    2. Factores relativos a la ausencia de motor de combustión
    2.1. Sistema de distribución de motor
    2.2. Sistema de combustible
    2.3. Sistema de admisión de aire
    2.4. Sistema de lubricación
    2.5. Sistema de escape
    2.6. Sistema de embrague
    3. Factores relativos a la ausencia de caja de cambios
    4. Factores motivados por la existencia de un sistema de tracción eléctrico
    4.1. Sistema de frenado regenerativo
    4.2. Desgaste de los neumáticos
    4.3. Necesidad del pack de baterías
    5. Plan de mantenimiento y costes asociados
    6. Reparación de vehículos eléctricos

Tema 12 – Situación actual y futuro de las baterías para vehículo eléctrico

  • 1. Conceptos generales
    2. Riesgos actuales en la fabricación de baterías para EVs
    3. Retos a la hora de mejorar el diseño de las celdas
    4. Desarrollo de nuevos tipos de baterías
    4.1. Baterías de Ion-Li
    4.2. Baterías en estado sólido (solid state batteries)
    4.3. Baterías Ion-Al (Aluminium-ion Battery)
    4.4. Uso del grafeno en las celdas

Tema 13 – Realidad del vehículo eléctrico

  • 1. Evolución de las ventas de vehículos eléctricos en el parque mundial
    2. Evolución de las ventas de vehículos eléctricos en EUROPA
    3. Retos de los gobiernos en cuanto a la generación de energía eléctrica
    3.1. Desequilibrio en la red
    3.2. Planificación energética para cubrir la demanda de carga de EVs
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