Análisis experimental del flujo de energía en el sistema de regeneración EV con función E-pedal del Nissan LEAF

Abstract

Spa: Este trabajo presenta el análisis experimental del flujo de energía en el sistema de regeneración con función E-pedal (modo de manejo de regeneración) del vehículo eléctrico (EV) Nissan Leaf de la marca japonesa, el cual es catalogado a nivel mundial como uno de los mejores vehículos de tracción 100% eléctrica, en virtud de sus prestaciones y respaldo, orientado a movilidad cero emisiones y con un aprovechamiento energético bastante atractivo. Así mismo, el motor integrado cumple funciones tanto de motor como de generador, de ahí, la intención de analizar el flujo de energía del sistema en estas funciones de operación durante su manejo y los datos que proporciona el vehículo al someterse a pruebas de funcionamiento, esto con el fin de evaluar el desempeño de regeneración, la eficiencia de las baterías y el incremento en la carga para mejorar las prestaciones del vehículo para una conducción segura y confortable. El desarrollo de la práctica empresarial se llevó a cabo en el área de servicio postventa de Nissan, en Talleres Autorizados S.A. donde se lleva a cabo el mantenimiento y reparación de vehículos automotores de la marca, en servicios técnicos de mantenimiento preventivo y correctivo, revisiones, diagnóstico de fallas, electricidad, electrónica, mecánica, latonería y pintura, entre otros. Se inició con la formación en el mantenimiento de vehículos convencionales, para la ampliación de conocimientos y nociones en vehículos de combustión interna, los diferentes componentes y unidades de control, y así, finalmente, realizar mantenimiento preventivo y correctivo. Posteriormente, se conocieron los vehículos eléctricos, iniciando por determinar los riesgos asociados a la manipulación de componentes de alta tensión presentes en él, los elementos de protección personal necesarios, para, una vez conocido, se realizará la intervención al sistema de regeneración por medio de pruebas estáticas, las cuales, consistieron en realizar monitoreo en tiempo real de los diferentes sensores y actuadores del sistema, por medio del scanner y conocer su comportamiento; seguidamente se realizan pruebas dinámicas en las instalaciones del taller, a baja velocidad y con frenadas progresivas. Finalmente se realizan pruebas de ruta en carretera bajo diferentes modos de conducción, en un trayecto prolongado; dichas pruebas permitieron determinar el porcentaje de carga consumido y regenerado a lo largo del recorrido. En este caso se realizaron múltiples rutas, con diferentes topografías y conductas de manejo, monitoreando variables en tiempo real del vehículo eléctrico (EV), como lo son: voltaje, corriente y temperatura de las baterías, torque, velocidad, posición del acelerador porcentaje de carga,, entre otras, todo registrado por medio del escáner de la marca: Consult 3 Plus. De los datos obtenidos, se realizó un análisis detallado en el software Flying Graph, del sistema integrado, gracias a las facilidades brindadas por el área de posventa, permitiendo lograr el análisis del flujo de energía del sistema de tracción y regeneración en el sistema de alto voltaje, y el mantenimiento en el laboratorio especializado EV con el apoyo de profesionales capacitados en movilidad eléctrica y soporte. Por último, se determinó el comportamiento de actuadores, sensores, unidades de control y componentes del sistema de frenado regenerativo, para posteriormente conocer el comportamiento real de respuesta del vehículo en conducción, considerando factores importantes que pueden aumentar o disminuir la autonomía del vehículo, como lo son: aire acondicionado (A/A), radio, luces interiores y exteriores, apertura de vidrios, modos de manejo, temperatura ambiente, etc.

10 Una vez analizados los datos obtenidos de forma experimental, se concluye que el sistema de regeneración con función E-Pedal del LEAF es fundamental para los vehículos, en especial para los de tracción eléctrica enchufables, ya que permiten, aumentar una pequeña fracción de energía consumida por el motor, siendo esto, una gran virtud para este EV, puesto que, se determina que, gracias a la inclusión de un sistema de regeneración, es posible recuperar parte de la energía empleada en el frenado y aprovecharla en energía eléctrica útil para la recarga de las baterías de almacenamiento del vehículo, permitiendo obtener una mejor respuesta de frenado, aumentar la autonomía, incrementar la vida útil de los componentes de frenado por fricción y reducir la frecuencia de recarga de las baterías. La información obtenida, es importante para el conductor y el servicio técnico, ya que, permite prevenir fallas futuras, determinar conductas precisas de manejo, prolongar la vida útil de las baterías, el tren motriz y todos los componentes del EV, evitando una eventual reducción la vida útil y la autonomía del vehículo a mediano plazo, permitiendo evaluar su eficiencia energética y lograr una frenada más efectiva en condiciones de manejo. Finalmente se resalta la importancia de realizar adecuadamente la recarga del acumulador del vehículo y de esta manera, evitar el calentamiento de la batería de alto voltaje y establecer medidas correctivas para mitigar posibles fallas y aplicar alternativas de mejora.