capÍtulo 7: aplicaciÓn de la baterÍa en un...

Proyecto Fín de Máster:

Regulación Eólica con Baterías en Vehículos Eléctricos.

Ana Isabel Almendros Molina

151

CAPÍTULO 7: APLICACIÓN DE LA BATERÍA EN UN VEHÍCULO

ELÉCTRICO.

7.1. Batería equivalente.

A partir de la celda caracterizada, en los apartados anteriores, se pretende

analizar una aplicación real, es decir, implementarla para validar su

comportamiento en un vehículo eléctrico.

Características técnicas de la batería requerida para la aplicación en un

vehículo eléctrico:

Características técnicas de la celda unidad caracterizada en los

apartados anteriores:

Consideraciones iniciales:

Baterías para VE´s:

Sony construyó el primer tipo de prototipo de batería para VE para Nissan en

Japón, usando LiCoO2 como material positivo. Saft eligió desde el principio un




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material positivo basado en el níquel, debido a su buen comportamiento y al

alto precio del Cobalto. El Manganeso en la espinela LiMn2O4, la cual ofrece

potencialmente menor coste, ha sido ampliamente estudiada para esta

aplicación, especialmente en Japón.

Los antecedentes sobre el envejecimiento de la batería debido a la ligera

solubilidad del Manganeso están siendo abordados, por la sustitución parcial

del Mn con otros iones. LiFePO4 ha sido recientemente considerado, se

comporta mejorando la estabilidad en la sobrecarga (incrementando la

seguridad), con una alta potencia, y un fuerte potencial debido al bajo coste

para usar hierro.

Las celdas cilíndricas y prismáticas con bordes redondeados, con electrodos

estancos son las preferidas para los vehículos eléctricos.

Sus capacidades están en el rango de 25–100 Ah. Como ejemplo de las

principales características de celdas de alta energía fabricadas por Johnson

Controls-Saft, vemos la siguiente tabla:

Celdas VL45E VL41M VL27M

Voltaje Nominal (V) 3.55 3.55 3.55

Capacidad a C/3 (Ah) 45 41 27

Potencia típica (W) 710 850 760

Dimensiones (ø/h) (mm) 54/222 54/222 54/163

Peso típico (kg) 1.07 1.07 0.77

Energía específica (Wh/kg) 150 135 130

Densidad de energía (Wh/L) 310 285 275




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Como ya se ha mencionado, las baterías para VE´s poseen alta energía para

procurar la autonomía suficientemente elevada para la conducción. Un rango

típico de energía es 25–40 kWh, con un voltaje de 300 V ó más. Un número de

módulos con energía en el rango de 1–2 kWh son necesarios. Como ejemplo

de modulo de 6 celdas para un VE, en serie, se muestra en la figura 82. Este

modulo incluye un tablero electrónico que transmite los datos al controlador de

la batería y puede dirigir también la temperatura de la celda.

Figura 82- modulo para VE formado por 6 celdas en serie, cilíndricas 6 VL41M.

Las baterías de este tipo están dotadas de subsistemas, dirigidos por el

controlador de la batería, como son:

• Un sistema de enfriamiento para ventilar en caso de enfriamiento por

aire, ó una bomba hidráulica, válvula de regulación termal y un

intercambiador de calor líquido-aire en caso de enfriamiento líquido.

• Un contactor para aislar la batería desde el vehículo cuando está

estacionado. Este contactor debe también estar conectado al detector

de impacto del vehículo para aislar la batería en caso de accidente.

• Un detector de imperfecciones del suelo, el cual se activará por alto

voltaje de la batería.




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Diseño del paquete de baterías.

Antes de comenzar a diseñar el paquete de baterías para aplicación en un VE,

es importante comprender el comportamiento de la química de la batería.

Es importante determinar la máxima descarga de la batería, los rangos de

temperaturas en la operación y en el mantenimiento.

Consideramos que la configuración de celdas de baterías de Pb-ácido, NiMH,

and Li-ion pueden ser configuradas en serie ó paralelo, ó como combinación de

serie y de paralelo. La selección de la configuración se basará en los requisitos

de voltaje de entrada y en los requisitos de descarga de la batería.

Las celdas de la batería se configurarán en serie para suministrar el voltaje de

entrada necesario. A la vez aumenta la resistencia interna del conjunto.

Alternativamente, se configurarán en paralelo, para suministrar la capacidad de

la batería (it). Se consigue dar más intensidad ó mayor durabilidad.

La configuración de la batería se puede determinar basándose en 2 métodos:

- Basado en el bajo cutoff voltaje (LCV) y el mínimo voltaje de la batería

(ej: 12.5 V),el número de celdas conectadas en serie se expresa por la

ecuación:

LCV/12.5V = nº de celdas combinadas en serie.

- Basado en la corriente media de descarga (Iavg), el número de baterías

conectadas en paralelo se expresa por la ecuación,

(Tiempo [h] x Imedia)/Capacidad de la batería en Ah = número de celdas

combinadas en paralelo.




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Los paquetes eléctronicos de la batería incluyen un paquete de control ( y

posiblemente el control de la carga de la batería). Además, un simple indicador

de carga ó pequeño circuito integrado en la batería. Incluye los contactos para

los terminales de la batería diseñados para eliminar cortes por otros objetos

metálicos.

Adicionalmente, los contactos deben tener buena resistencia a la corrosión y

baja resistencia interna.

El circuito de control asegura la seguridad y asegura protección contra la

sobrecarga, cortocircuitos e inadecuadas temperaturas. Los circuitos

electrónicos de control de carga típicamente se localizan fuera del paquete de

celdas de la batería.

Para diseñar la batería requerida, por lo tanto, partimos de un voltaje requerido

de 345 V. Esta batería de alto voltaje iría conectada al motor eléctrico según los

esquemas de las figuras 83 y 84:

Figura 83 - Esquema de la conexión batería- motor eléctrico.




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Figura 84 - Esquema de la conexión batería- inversor- motor eléctrico.

Un inversor es un dispositivo eléctrico que convierte la corriente continua

(CC) en corriente alterna (CA). La corriente alterna convertida puede tener

cualquier tensión y frecuencia deseadas gracias al uso de los

transformadores, los interruptores y los circuitos de control apropiados.

Cálculo del paquete de la batería:

Celdas en serie:

Se requiere un Voltaje de 345 V.

V. nominal de una celda = 3.75 V.

345 V/ 3.75 V = 92 celdas en serie.

Celdas en paralelo:

Se requiere una E = 24000 Wh; Teniendo en cuenta que:

E = V * C;

Donde:

E = Energía (Wh)




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V= Tensión nominal (V)

C = Capacidad (Ah)

Obtenemos que se requiere una batería con una capacidad de 69,56 Ah.

La capacidad de la celda unidad es 6,8 Ah;

Por lo tanto: 69,56 Ah/ 6,8 Ah= 10 celdas en paralelo.

La configuración serían 92 series de 10 celdas en paralelo, lo que supone un

total de 920 celdas.

Resistencia interna:

Ri = 0,1 Ohmios*92 /10 =0,92 Ohmios.

Tiempo de carga:

Como la intensidad máxima de carga recomendada por el fabricante es 7A, el

tiempo de recarga sería:

69,56 Ah/ 7 A = 9,93 h, es decir, se cargaría completamente con una intensidad

de 7 A durante 10 horas.

Peso:

920 celdas * 143 g = 131,56 Kg.




158

7.2. Integración de la batería y el motor eléctrico.

El vehículo sobre el que se va a analizar el comportamiento de las baterías es

el modelo “Nissan Leaf”. A continuación se describen las especificaciones

técnicas del vehículo necesarias para realizar este estudio:

Velocidad máxima: 145 Km/h.

Tracción delantera.

Potencia motor eléctrico: motor de C.A. sincrónico ,80 KW, 10.390 rpm.

Par motor eléctrico: 280 Nm.

Capacidad y potencia de batería: 24 KW/h, más de 90 KW.

Autonomía: 175 Km ( con la batería cargada y sin A/C, normativa NEDC).

Distancia entre ejes: 2.700 mm

Sistema de frenado: regenerativo + mecánico

Batería: batería laminada de iones de litio.

Peso: 1.525 / 1.567 (en conducción, incluye el peso del liquido refrigerante,

aceites, rueda de recambio y herramientas)

Peso con 2 pasajeros: según la guía del vehículo, se considera el peso de 1

pasajero como 70 Kg. Así que el peso del vehículo en conducción con 2

pasajeros es 1.707 Kg.

Radio de la rueda: 31.5 cm.

Dimensiones:

o Anchura: 1.770 mm.

o Altura: 1.550 mm.

Figura 85 – Vehículo eléctrico Nissan Leaf. Área

frontal.




159

Figura 86 – Compartimentos y localización del motor en el vehículo.

Figura 87 – Sistema de refrigeración del motor.




160

Figura 88 – Reductora de velocidad

El reductor va montado en el lado izquierdo del motor eléctrico, como

muestra la figura 88.

El reductor está formado por: un conjunto de reducción, un mecanismo de

bloqueo de estacionamiento y un diferencial. La reducción total es 1 =

7.937.

Figura 89 – Esquema 3D sobre la ubicación del sistema de baterías y motor eléctrico(a)




161

Figura 90 – Esquema 3D sobre la ubicación del sistema de baterías y motor eléctrico(b)

Figura 91 – Esquema 3D sobre la ubicación del motor eléctrico y la reductora.




162

Consideramos las fuerzas que se aplican en el movimiento de un vehículo,

según el siguiente esquema:

La potencia mecánica es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas

físicas de contacto o elementos mecánicos asociados como palancas,

engranajes, etc. El caso más simple es el de una partícula libre sobre la que

actúa una fuerza variable. De acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo neto

realizado sobre la partícula es igual a la variación de su energía cinética, por lo

que la potencia desarrollada por la fuerza es:

http://es.wikipedia.org/wiki/Palanca

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_libre

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cl%C3%A1sica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica




163

Donde:

es la masa de la partícula.

es la fuerza resultante que actúa sobre la partícula.

es la velocidad de la partícula.

En sistemas mecánicos más complejos con elementos rotativos alrededor de

un eje fijo y donde el momento de inercia permanece constante, la potencia

mecánica puede relacionarse con el par motor y la velocidad angular. De

acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo realizado sobre el cuerpo en

rotación, es igual a la variación de su energía cinética de rotación, por lo que la

potencia desarrollada por el par o momento de fuerza es:

Donde:

Ir es el momento de inercia según su eje de giro.

ω es la velocidad angular del eje.

M es el par motor aplicado sobre dicho eje.

La potencia requerida por el vehículo para su desplazamiento, sería:

P = v x F = v x (m x a + ½ x ρ x A x Cd x v² + m x g x sen + fr x m x g x cos )

Donde:

P = Potencia del vehículo (W)

v = velocidad del vehículo (m/s)

F = fuerza del vehículo (N)

m = peso del vehículo ( Kg)

a = aceleración (m/s²)

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_est%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_inercia

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angular




164

ρ aire = 1,2 kg/m³

Cd = coeficiente = 0,8

fr = coeficiente de resistencia en la rodadura = 0,015.

α= pendiente. Su valor se decide más adelante, junto con la elección del

circuito de conducción.

Con este balance, se calcula la potencia en la rueda del vehículo.

Con esta expresión, calculamos la velocidad angular en la rueda del vehículo,

despejándola:

V_rueda = R x wᵣ

Donde:

V_rueda = velocidad en la rueda( m/s)

R= radio de la rueda (m)

wᵣ = velocidad angular en la rueda (rad/s).

Con la siguiente ecuación, se calcula la velocidad en el motor del vehículo:

Vmotor = = V_rueda / i

Donde:

V_rueda = velocidad en la rueda (m/s)

Vmotor = velocidad en el motor eléctrico (m/s)

i = relación de transmisión.

Con la siguiente ecuación, se calcula la velocidad angular en el motor del

vehículo:

wmotor = = w_rueda / i

Donde:

w_rueda = velocidad angular en la rueda (rad/s)

wmotor = velocidad angular en el motor eléctrico (rad/s)




165

i = relación de transmisión.

Conociendo la Potencia en la rueda, sabemos la potencia que necesita el

vehículo para moverse. La potencia mecánica sería:

Pm = Pv + Ppm = Pv /µmec

Donde:

Pm = potencia mecánica

Pv = potencia del vehículo

Ppm = potencia en pérdidas mecánicas

µmec = rendimiento mecánico = 0,98.

Con la anterior expresión, podemos conocer la potencia mecánica del motor.

Para calcular el momento ó par motor, en el motor, tenemos en cuenta que la

potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular

del eje de transmisión, viniendo dada por:

donde:

es la potencia (en W)

es el par motor (en N·m)

es la velocidad angular (en rad/s).

Para realizar el estudio, se requiere que el vehículo siga un perfil de velocidad

dado como el que muestra la figura 92, bajo condiciones normalizadas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_angular




166

Figura 92 – Ciclo de conducción New European.

Tras un análisis de distintos circuitos, se elige un circuito de conducción

urbano, que incluye tramos urbanos, con velocidades bajas y periodos de

parada, así como otro circuito de conducción para un entorno rural, con la

finalidad de contrastar las prestaciones que ofrecería el vehículo en un circuito

real, propio para el uso de un vehículo eléctrico. La pendiente del circuito

urbano, se estima en el 4%, valor característico de ciudades como Madrid. La

pendiente para el circuito rural se estima en el 1%.

Disponemos de la curva de comportamiento del motor eléctrico modelo Nissan

EM-61 (figura 93), la cual se usa en el vehículo Nissan Leaf, así como de las

curvas de isorendimiento de motor eléctrico genérico. De modo que escalamos

la curva de comportamiento del motor en estudio sobre las curvas de

isorendimiento, para obtener los valores de rendimiento eléctrico del motor EM-

61, para cada par de valores obtenidos [velocidad de motor, rpm; Par motor,

Mm].




167

Figura 93 – Curva de comportamiento del motor eléctrico Nissan EM61

Los puntos de operación obtenidos se presentan en las tablas 10 y 13 del

anexo II, para los circuitos urbano y rural, respectivamente.

La potencia eléctrica que debe suministrar la batería en los tramos de descarga

del ciclo en estudio, es por lo tanto:

P.eléct= P.motor / µ.elect

Como el rendimiento de la batería se estimó en el 98,67%, la potencia de la

batería requerida es : P.elect / (0,987 * µ.inversor)

El motor eléctrico es regenerativo, por lo tanto, la batería se recarga en la

frenada. El freno regenerativo controla el motor de tracción para que funcione

como alternador, y convierte la energía cinética producida por la rotación de los

neumáticos en energía eléctrica. La energía eléctrica generada carga la

batería de iones de litio. De modo que la potencia que recupera la batería en

régimen regenerativo, se estima como:

Pot.bat = Pot.vehículo frenada * µmec * µelect.* µbat.




168

Para conectar la batería al motor eléctrico de corriente alterna, se utiliza un

inversor, que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA),

cuyo rendimiento es 93%. La corriente alterna convertida puede tener cualquier

tensión y frecuencia que requiera el motor. La corriente alterna convertida se

controla mediante tres

fases diferentes para hacer girar el motor. Su frecuencia y tensión se

pueden modificar para ofrecer una mayor flexibilidad de control.

El modelo integrado que reflejaría el comportamiento global del conjunto

“batería - motor eléctrico”, sería el siguiente:

Descarga:

Vbat = Eo – R * i – 0.037 * (Q/ Q – it ) * (it + i*) + 0.45 exp (- 1.07 *it)

Pbat = Vbat *I

(Eo – R * i – 0.037 * (Q/ Q – it ) * (it + i*) + 0.45 exp (- 1.07 *it))*I =

Pot.vehículo / (µmec * µelect * µbat * µinv)

Carga:

(Eo – R * i – 0.037 * (Q/ it – 0.1*Q ) * ( i*) – 0.037*(Q/ Q – it )* it + 0.45 exp (-

1.07 *it))*I = Pot.vehiculo * µmec * µelect * µbat * µconv.

La evolución del voltaje de la batería para los ciclos de conducción, urbano y

rural, así como las corrientes de entrada y salida, se representan en las

gráficas siguientes, siendo las intensidades de signo negativo intensidades de

corriente en el proceso de descarga, y las de signo positivo, intensidades de

carga de la batería;




169

Ciclo urbano:




170

Ciclo rural:




171

Los valores de intensidades de corriente de carga y descarga se presentan en

las tablas 14 y 15 del anexo II.

7.3. Comparación con un motor alternativo.

Se realiza el estudio de comportamiento del vehículo en el mismo ciclo de

conducción, pero con un motor alternativo diesel, con el objetivo de comparar el

consumo eléctrico de la batería con el consumo de combustible del motor.

El ciclo de conducción es el mismo que en el caso anterior.

El motor es el modelo MR20-DE representado en la figura 94.

Figura 94 – Motor MR20 DE

Figura 95 – Curva de potencia del motor.




172

La curva de potencia de este motor que aparece en la figura 95 es plana y

decrece linealmente.

Para cada intervalo de tiempo del ciclo de conducción, se requiere una

potencia mecánica del motor. El rendimiento mecánico en un motor alternativo

es la relación entre el trabajo útil medido en el cigüeñal y el trabajo ofrecido

según el ciclo. El rendimiento mecánico está normalmente comprendido entre

0,80 y 0,90, y depende del rozamiento entre los órganos móviles, el acabado

de las superficies, de las características de la lubricación, del grado de

precisión en la fabricación, etc, y tiene en cuenta el trabajo absorbido por los

rozamientos de los órganos del motor con movimiento relativo y de los órganos

auxiliares del motor necesarios para su funcionamiento como la distribución, la

bomba de aceite para lubricación, la del agua de refrigeración, etc. El µmec en

este caso es 0,85.

P.mec = P.vehículo / µmec.

Los puntos de operación para realizar los ciclos de conducción urbano y rural,

se muestran en las tablas 16 y 17,respectivamente.

En un motor alternativo:

P.comb = mf * Hp;

Donde:

P.comb = Potencia del combustible ( W)

mf = consumo de combustible (Kg/s)

Hp = Poder calorífico del combustible diesel : 43 MJ/Kg.

Para conocer el gasto másico de combustible, se requiere saber el consumo

específico de éste. Mediante escalado de gráficas, obtenemos el mapa de

curvas de isoconsumo del motor, que se muestra también en las tablas 16 y 17.

Para cada par de valores (velocidad angular(rpm), par motor (Nm), se lee en la

tabla anterior, el correspondiente consumo específico de combustible (g/h.KW).




173

Con la ecuación citada anteriormente P.comb = mf * Hp, calculamos mf.

El rendimiento de un motor alternativo se define como:

µm.alt = P.mecánica / P.combustible

Los rendimientos del motor obtenidos en cada punto de operación para los

ciclos de conducción, se muestran en las tablas 18 y 19 del anexo II.

Comparación del consumo energético entre el vehículo con motor eléctrico y

con motor alternativo:

Resultados obtenidos para los ciclos de conducción en el vehículo objeto

de estudio, con ambos motores:




174

Motor eléctrico-Ciclo urbano:




175

Motor alternativo-Ciclo urbano:




176

Motor eléctrico-Ciclo rural:




177

Motor alternativo-Ciclo rural:




178

Consumo específico - ciclo urbano:

Consumo específico - ciclo rural:




179

Se estima la energía primaria que se consumiría en ambas situaciones, para

los dos ciclos;

Ciclo urbano;

Vehículo con motor eléctrico:

E. primaria = E. consumida por el VE / (µcentrales eléctricas x µcargador de VE)

E. consumida por la batería = ʃ(to,tf) P.descarga bat dt - ʃ(to,tf) P.carga bat dt =

9,677 MJ – 4,208 MJ = 3,469 MJ.

El µcargador de VE, tanto para carga rápida como para carga lenta es 0,95.

Si consideramos el mix energético (31.12.2011) y las centrales eléctricas que

consumen energía primaria:

- 14% centrales térmicas (µt = 0,35)

- 26% ciclo combinado (µcc = 0,55)

- 7% cogeneración (µcg=0,85)

Obtendremos la energía primaria que consumiría la batería del vehículo

eléctrico al ser recargada.

Se consideran además unas pérdidas debidas al transporte y distribución de la

energía eléctrica en la red del 8%.

Por lo tanto, la energía primaria consumida por el VE en el ciclo rural es de

3,792 MJ.

Vehículo con motor alternativo:

E. primaria = E. procedente del combustible = ʃ(to,tf) P.vehiculo x (1/µmec) x (1/µalt)

dt = 23,92 MJ.

Para este ciclo de trabajo, en las condiciones inicialmente establecidas

(pendiente 4%, carga de 2 pasajeros), el vehículo Nissan Leaf y con estos

motores empleados, se ahorra un 84,14% de energía primaria al usar el motor

eléctrico.




180

Ciclo rural;

E. consumida por la batería = ʃ(to,tf) P.descarga bat dt - ʃ(to,tf) P.carga bat dt =

47,637 MJ – 20,73 MJ = 26,907 MJ.

Teniendo en cuenta el µ de las centrales del mix eléctrico, el µ del cargador del

vehículo y las pérdidas producidas en el transporte de la energía eléctrica en la

red, se obtiene una energía primaria de 30,47 MJ.

E. primaria del vehículo diesel = 127,01 MJ.

Para este ciclo de trabajo, en las condiciones inicialmente establecidas

(pendiente 1%, carga de 2 pasajeros), el vehículo Nissan Leaf y con estos

motores empleados, se ahorra un 76 % de energía primaria al usar el motor

eléctrico.

Se estima el fuel que se consumiría en ambas situaciones, para los dos ciclos;

Dentro del mix energético considerado anteriormente, se tiene que de las

centrales térmicas el 21,43 % de ellas utiliza como energía primaria fuel.

Todas las centrales de ciclo combinado utilizan gas natural como combustible y

el 13,5% de las centrales de cogeneración utiliza como combustible fuel.

Se considera que el consumo medio de una central térmica es de 230 gr.

fuel/kWh y el consumo de una central de cogeneración es de 205 gr.fuel/kWh.

La densidad del combustible diesel es de 0,85 Kg/l.

Por lo tanto, considerando el mix energético anterior, el vehículo eléctrico en

circuito urbano consumiría 0,028 litros de diesel.

El consumo de diesel del vehículo alternativo en el ciclo de conducción se

obtiene como la ʃ(t0-tf) mf*dt, siendo mf el caudal másico de combustible en

kg/s, resultando 0,881 litros, que equivale a un consumo medio de 5,34 l/100

km.

Por lo tanto, con la utilización del vehículo eléctrico se ahorra un 96,82% de

petróleo.




181

En el ciclo de conducción rural, el vehículo eléctrico provocaría un consumo de

petróleo en las centrales eléctricas de 0,221 litros, mientras que el vehículo con

motor alternativo consume 5,012 litros, lo que equivale a un consumo de 6,33

l/100 km.

Por lo tanto, con la utilización del vehículo eléctrico en un ciclo rural, se ahorra

un 95,58 % de petróleo.

REDUCCIÓN DE EMISIONES DE CO2:

Por cada litro de combustible quemado en un motor diesel se generan 2,61 Kg

de CO2.

El vehículo eléctrico, en diferentes medios de comunicación, presentado como

vehículo de emisiones cero, sin embargo, también provoca la emisión de CO2,

que correspondería a la emisión de CO2 que producen las centrales de

generación de electricidad necesaria para cargar la batería.

Cuando se refieren al vehículo eléctrico como agente de emisiones cero, no es

totalmente cierto, pues la batería debe ser cargada de la red eléctrica. Por lo

tanto, lo lógico es comparar la emisión de un vehículo alternativo, con la

emisión del suministro eléctrico.

Las emisiones de CO2 asociadas al suministro eléctrico por las distintas

centrales de generación eléctrica son:

Central térmica

Combustible Emisión de CO2 (kg/kWh)

Gas Natural 0,44

Fuel 0,71

Biomasa 0,82

Carbón 1,45

Central de Ciclo Combinado




182

0,45 kg CO2 / kWh

Central de Cogeneración

Combustible Emisión de CO2 (kg/kWh)

Carbón 0,5

Fuel 0,35

Gas Natural 0,25

Ciclo urbano;

El vehículo de motor alternativo consume 0,881 litros de diesel, que generan

2,299 Kg de CO2.

Produce una emisión de 139,5 gr /km.

Para calcular la generación de CO2 del vehículo eléctrico, emitida como causa

de la carga de la energía de la batería consumida en el mismo ciclo de

conducción, se tiene en cuenta el mix eléctrico y el porcentaje de combustible

que se utiliza en cada central:

- 14% centrales térmicas (µt = 0,35), de las cuales 11% son de carbón y el

3% de fuel/gas.

- 26% centrales de ciclo combinado (µcc = 0,55), de las cuales el 100%

son de gas natural.

- 7% centrales de cogeneración (µcg=0,85), de las cuales el 13,47%

utilizan fuel como combustible, el 0,63% utilizan carbón y el 84,94%

utilizan gas natural[3].

El vehículo eléctrico consume 0,964 kWh, provocando una emisión de 0,8613

kg de CO2.

Por lo tanto, con el vehículo eléctrico se evitaría emitir un 62,53 % de las

emisiones de CO2.




183

Ciclo rural;

De igual forma se procede a realizar los cálculos de las emisiones de CO2, en

un circuito urbano.

El vehículo de motor alternativo consume 5,012 litros de diesel, que generan

11,12 Kg de CO2.

Produce una emisión de 140,56 gr /km.

El vehículo eléctrico consume 7,474 kWh, provocando una emisión de 3,524 kg

de CO2.

Por lo tanto, con el vehículo eléctrico se evitaría emitir un 68,31 % de las

emisiones de CO2.

capÍtulo 7: aplicaciÓn de la baterÍa en un...

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