Todo lo que necesita saber sobre la nueva Tarifa de la Luz

Buenos días,

Me llamo Lucia Torres, mi fascinación por la electrificación y las energías renovables me ha llevado hasta su plataforma. 

Y la verdad es que me ha motivado a realizar un artículo acerca los cambios de la Tarifa de la Luz que entró en vigor hace tres días y cómo beneficia a la industria de las energías renovables y los vehículos eléctricos. 

Al ver que esta información podría serle de ayuda, le he querido compartir el artículo para que pueda compartirlo con su comunidad. Para ello puede insertar este enlace:

Cualquier duda o sugerencia que tenga, estaré más que encantada de trabajar con usted :)

Atentamente,
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Lucia Torres Dominguez

Responsabile Administrativo

papernest es una empresa joven que ayuda a las personas en sus procedimientos administrativos.
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Diálogo con el Ingeniero Jefe de motores de Tesla Motors

Estimados Amigos de los Ve´s
En esta oportunidad transcribo una entrevista al Ingeniero Jefe de motores de Tesla Motors.
La palabra  por demás de interesante de un líder del diseño electromecánico.
Saludos cordiales
Ing. Ricardo Berizzo
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Diálogo con el Ingeniero Jefe de motores  de Tesla Motors (entrevista completa)

Entrevista para la revista especializada Chargedevs

by Christian Ruoff . This article originally appeared in Charged Issue Nº21


La creación de un vehículo eléctrico de vanguardia requiere un conocimiento profundo de todos los componentes. Más importante aún, requiere un proceso continuo de análisis y optimización de los componentes para superar los límites de la autonomía de conducción, la eficiencia, el rendimiento y la reducción de costos. El motor de combustión interna se ha beneficiado de millones de horas-hombre en análisis y refinamiento de ingeniería durante el siglo pasado, mientras que el esfuerzo de ingeniería colectiva de la industria de los vehículos eléctricos acaba de comenzar.

 

No es de extrañar que Tesla, el pionero de los vehículos eléctricos, invierta una cantidad considerable de recursos en I + D interna para desarrollar mejores piezas para vehículos eléctricos, y que sus instalaciones de prueba y su talento en ingeniería estén a la vanguardia de la industria.

 

Como diseñador principal de motores de Tesla, Konstantinos Laskaris es responsable del diseño electromecánico y la optimización de los motores de tracción actuales y futuros de la empresa. Antes de unirse a Tesla, Laskaris obtuvo un doctorado de la Universidad Técnica Nacional de Atenas, Grecia. Allí combinó metodologías avanzadas y desarrolló algoritmos para la optimización de la geometría del motor.

Charged recientemente conversó con el gurú del motor de Tesla para aprender más sobre el proceso que la compañía utiliza para evaluar y optimizar continuamente las opciones de diseño de motores.

 

Charged: En general, ¿cómo son los motores eléctricos intrínsecamente mejores para las aplicaciones de tracción que los motores de combustión?

Laskaris: cuando simplemente compara cualquier otro automóvil convencional de alta gama con un Tesla, ve una enorme diferencia. Esto se debe a la tecnología.

En cuanto al motor, específicamente, hay una gran ventaja de eficiencia,  es extremadamente silencioso y sin vibraciones, con una densidad de potencia muy alta y una respuesta directa instantánea a las demandas. Todas estas características de los motores eléctricos dan una ventaja de rendimiento incomparable.

Por eso era tan importante para Tesla, como empresa, romper el estereotipo que ha existido durante años. La gente necesitaba ver que el rendimiento, la eficiencia y el alcance pueden coexistir en un vehículo eléctrico. El Model S de tren motriz de doble motor es el sedán más rápido que se haya producido en serie. La potencia total del motor supera los 700 CV y gira a una velocidad de 18.000 rpm, velocidades que anteriormente solo encontrábamos en los vehículos de carreras de Fórmula 1.

 


 

Charged: Cuando Tesla decide cambiar un parámetro de sus vehículos, como aumentar la corriente máxima de la batería o agregar capacidad de remolque, ¿qué significa eso para su equipo de diseño de motores? ¿Tiene un proceso de diseño iterativo?

Laskaris: En nuestra fábrica de Fremont, fabricamos prácticamente todos los aspectos del automóvil internamente. Tenemos una instalación de desarrollo y fabricación de motores, por lo que podemos optimizar todos los aspectos de la fabricación de nuestros motores y controlar la calidad del producto. Además, podemos implementar cambios en la producción muy rápido, somos una empresa muy ágil desde esa perspectiva.

Podemos generar geometrías de motores y analizarlas con análisis de elementos finitos muy rápidamente. Tenemos un gran grupo de computadoras con más de 500 procesadores centrales que ejecutan elementos finitos; una computadora personal típica tiene dos núcleos, tal vez cuatro. Eso significa que puede crear muchos modelos virtuales en paralelo y hacer una gran cantidad de cálculos. Básicamente, nos permite resolver los mapas de pérdidas y eficiencia muy rápido y ver, de acuerdo con las métricas que creamos, qué tan bueno es cualquier diseño de motor para una aplicación para la que estamos diseñando.

 

Charged: Parece haber una variedad infinita de topologías, arquitecturas y configuraciones de motores eléctricos. ¿Cómo empiezas a evaluar y comparar todas las opciones posibles?

Laskaris: Comprender exactamente lo que quiere que haga un motor es lo principal para optimizar. Necesita conocer las limitaciones exactas, precisamente para qué está optimizando. Una vez que sepa eso, puede utilizar modelos informáticos avanzados para evaluar todo con los mismos objetivos. Esto le brinda una vista panorámica de cómo funcionará cada tecnología de motor. Luego vas y escoges el mejor.

Con el diseño de vehículos, en general, siempre hay una combinación de deseos y limitaciones. Estos parámetros están relacionados con el rendimiento, el consumo de energía, el diseño de la carrocería, la calidad y los costos. Todas estas métricas compiten entre sí de alguna manera. Idealmente, desea que coexistan, pero dadas las limitaciones de costos, es necesario que haya algunos compromisos. El automóvil eléctrico tiene desafíos adicionales en el sentido de que la utilización de la energía de la batería es una consideración muy importante.

Todos tendrán una percepción diferente de las compensaciones que se deben realizar. ¿Cuánta autonomía de conducción está dispuesto a cambiar por una aceleración más rápida, por ejemplo? Una vez que se establecen estos parámetros, puede comenzar a evaluar las opciones y optimizar.

 

Charged: Tiene experiencia en la creación de algoritmos que permiten a las computadoras simular cómo funcionará un motor en el mundo real. ¿Cómo se traducen estas simulaciones en mejores vehículos?

Laskaris: La tecnología o metodología de modelado matemático que utiliza es muy importante y tiene un impacto tremendo en el éxito de los vehículos eléctricos. Cuando digo "modelado", me refiero a comprender los principios matemáticos detrás de un sistema y luego crear herramientas de software que representen con precisión cómo actuará en la palabra real.

 

El modelado preciso del motor es muy importante porque a través de él podemos evaluar un motor hipotético antes de producirlo: las pérdidas, las capacidades de rendimiento, la ondulación del par, la gestión térmica y cualquier cosa que nos interese para clasificar qué tan bueno o malo es un motor. Y, de esta forma, evitamos prototipos innecesarios y sorpresas desagradables.

Más allá de eso, a través de un buen modelado de motores, podemos lograr la mejor optimización, lo que significa que podemos lograr un rendimiento importante sin el uso de materiales y métodos de fabricación exóticos.

La optimización es el arte de poder navegar a través de diferentes modelados de motores para ver qué es bueno y qué es malo. A medida que comienza a realizar la optimización, se da cuenta de que sin un buen modelado no tiene sentido. Esto se debe a que el proceso se basaría en una mala representación del motor y, al final, el motor no sería realmente óptimo.

 

Charged: ¿Podría darnos un ejemplo de algunas compensaciones para las que usaría el modelado para optimizar?

Laskaris: Sí. Una gran parte del tiempo que la gente pasa conduciendo es en situaciones de carretera con bajo torque. Sin embargo, hay muchos motores que ofrecen un excelente rendimiento de 0 a 60 MPH, pero son muy ineficientes en las regiones de velocidad de carretera de bajo par. Entonces, la pregunta es, ¿puedo tener todo, tanto de alta eficiencia como de alto rendimiento? Desafortunadamente, la respuesta es no. Pero puede tomar decisiones inteligentes entre cosas que compiten entre sí.

Ésta es la belleza de la optimización. Puede elegir entre todas las opciones para obtener el mejor motor para las limitaciones. Si modelamos todo correctamente, puede encontrar el motor con la restricción de alto rendimiento de 0-60 MPH y la mejor eficiencia en carretera posible.

Otro ejemplo es la eficiencia general del motor frente a su costo. Hay casos en los que fabricar un motor de formas más costosas podría aumentar la eficiencia y compensar varias veces la diferencia de costos al ahorrar dinero en la batería u otros aspectos del automóvil. Por lo tanto, si puede modelar la eficiencia y los costos del motor con precisión, puede compararlos con los ahorros de costos de la batería. Ahora puede ver que el motor óptimo para minimizar el costo total a menudo es diferente del motor más barato.

Todos estos se unen para formar las métricas características del automóvil que desea construir. Es un enfoque general de cómo partimos del diseño de parámetros y terminamos con la configuración definitiva.

 

Charged: ¿En qué momento realiza pruebas de prototipos físicos para verificar los resultados de sus modelos virtuales?

Laskaris: Hacemos muchas pruebas de verificación antes incluso de que haya un prototipo para una aplicación específica. Son lo que llamamos experimentos de caracterización. Y nos permiten obtener un punto de correlación conocido y ver si las herramientas de modelado aisladas están sincronizadas con la realidad. Por lo tanto, es una comparación consecutiva entre lo que predice el modelo y lo que realmente se mide. Puede que ni siquiera se parezca a un motor, podría ser simplemente una pieza de hierro girando, por ejemplo. Luego, por supuesto, también construimos y probamos prototipos completos.

 

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Ing. Ricardo Berizzo

Cátedra Movilidad Eléctrica

U.T.N. Regional Rosario                                                                                            2021.-


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Acero o aluminio para construcción de vehículos eléctricos.

Estimados Amigos de los vehículos eléctricos
les envio un articulo sobre los materiales de constitución de los ve´s.
Saludos cordiales
Ricardo
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Acero o aluminio para construcción de  vehículos eléctricos.

El peso, estrictamente hablando, la masa de un vehículo eléctrico es un factor muy importante ya que incide de manera directa en la administración de la energía disponible desde el banco de baterías incidiendo sobre la autonomía del móvil.

El valor de la masa del vehículo depende del material del que está construido el monocasco autoportante  (foto inferior izquierda) que es  cierto tipo de chasis con que los vehículos son construidos de una sola pieza.




Tradicionalmente la carrocería se montaba sobre el chasis  bastidor; hoy en día esta práctica solo es usada en los vehículos que tengan que desplazar grandes cargas como  pickup, ómnibus y camiones.

El material con que generalmente se construyó el monocasco  es acero, pero actualmente se está experimentado con aluminio y también con fibra de carbono.

Los chasis, propiamente dicho, para vehículos de porte siguen siendo construidos con acero exclusivamente ya que los mismos tienen una disposición de dos vigas unidas sobre  dos puntos de apoyo, ruedas traseras y delanteras (foto superior derecha).

El monocasco ofrece alternativas de construcción o combinación de materiales,  a continuación veremos las características de estas alternativas.

 

Acero (compuesto por una aleación de hierro y carbono, sus propiedades varían según los elementos constitutivos)

Peso específico, 7800 Kg/m3 promedio. Teniendo en cuenta el límite elástico, puede haber aceros convencionales, de alta resistencia, muy alta resistencia y ultra alta resistencia. Es 100% reciclable.

El acero es el metal más utilizado en  los vehículos representando entre el 70% y el 80% de la masa total de la carrocería. De hecho, la EPA (Agencia de protección medioambiental, USA) sugiere que casi el 65 % de los materiales utilizados para construir un coche promedio son un producto del acero. El acero es resistente y flexible, por lo que es un material preferido en la fabricación de automóviles, porque en efecto se dobla en vez de romperse. La era en que se utilizaban las calidades de acero dulce (acero de la construcción) en la industria se acabó tras la implantación de las Euronormas. Esos cambios impulsaron el desarrollo de nuevos tipos de acero para la industria automotriz. Comenzaron a aparecer aceros al carbono y manganeso de alta resistencia (CMn) y otros aceros que endurecen durante el recubrimiento de la pintura de autos (BH).

La siguiente etapa en la evolución fue el desarrollo de aceros avanzados de alta resistencia (HSS) bajo la protección del Instituto Internacional del Hierro y el Acero y de los principales fabricantes de acero del mundo: ThyssenKrupp (Alemania), SSAB (Suecia), US Steel (EE.UU.) y JFE Steel (Japón).

 

Aluminio (a partir de la electrólisis de la alúmina (Al2O3) que se extrae de la bauxita)

Peso especifico, 2600 Kg/m3 promedio. Es 100% reciclable. El uso del aluminio en la fabricación de los automóviles ha dado grandes avances durante los últimos 20 años.

Se destaca por ser hasta un tercio más liviano que el acero a igualdad de volumen, por lo que su empleo tiene como principal razón de ser, la fabricación de un coche de menos masa  posible.

El aluminio posee determinadas características que, en muchos casos, lo hacen un material mejor que el acero. Posee una alta conductividad térmica, lo que redunda en una mejor disipación del calor de la soldadura, consiguiendo así una soldadura casi perfecta. No se oxida, dando lugar a la corrosión. La dureza  de el aluminio es inferior al acero, pero gracias a la tecnología actual se han logrado crear estructuras tridimensionales con mayor rigidez torsional que la equivalente en acero. Las carrocerías de aluminio actuales son mucho más rígidas que las de acero, por lo que incorporan zonas de deformación programada para disipar la energía en caso de impacto.

 

Acero o Aluminio?

Las automotrices quieren restar entre unos 115 y 315 kilos de cada auto para lograr el ahorro de entre 7% y 20% en el uso de combustible líquido requerido por el Departamento de Transporte y la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. Otros países, entre ellos miembros de la Unión Europea, también están insistiendo en una mayor eficiencia de combustible, lo que vuelve  global la carrera por reducir la masa.

En los vehículos eléctricos es clave el vehículo más ligero a misma prestación de seguridad de la estructura.

El mercado automotor es enorme en materia de volumen y ganancias para los productores de metales, consumiendo más de 100 millones de toneladas. El acero sigue dominando, con alrededor de 87 millones de toneladas usadas en la producción mundial de automóviles por año, comparado con unos 12,5 millones de toneladas de aluminio, según Ducker Worldwide, una firma de consultoría e investigación. El requerimiento de automóviles más ligeros está abriendo más las puertas al aluminio. La brecha entre los precios del aluminio y los del acero se ha reducido.

 

Autos eléctricos con monocasco de aluminio

Una experiencia interesante realizaron los  investigadores del Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH de Aachen (Alemania) con un estudio realizado sobre una conversión a eléctrico de un Volkswagen Golf, el cual fue rediseñado  en aluminio.

Primero se tomó la base del Golf y se adaptó a electricidad, sin modificar su estructura interna, para ir poco a poco sustituyendo las partes estructurales realizadas en acero por aluminio, manteniendo el aspecto exterior pero, sobretodo, igualando los resultados de impacto en los tests EURO-NCAP (programa de seguridad para automóviles) que el modelo base tenía.

 

         



 

De esta manera, un coche eléctrico fabricado en aluminio puede ser hasta 162 kg más liviano que uno realizado en acero. Pero aquí   no acaban las ventajas del aluminio como material estructural, al ser más ligero se necesitan 3,3 kWh menos de energía para obtener la misma autonomía, fijada en 200 km, reduciendo el peso del vehículo en unos 25 kg adicionales.

 

Y aquí es donde comienzan a venir las ventajas económicas, ya que las baterías siguen siendo el factor principal del costo de los coches eléctricos y cualquier reducción de las mismas, por mínima que sea, influirá decisivamente en el costo de los coches eléctricos.

En total, entre la reducción en material y la de batería, el precio de un coche eléctrico   podría reducirse en 1.650 euros simplemente por fabricarse en aluminio su estructura en   vez de en acero. Y todo eso teniendo en cuenta que los procesos de producción en aluminio son más caros que con acero.

Siguiendo con las ventajas del uso del aluminio, en el ciclo de vida del producto (estimado en 150.000 kilómetros), desde su fabricación a reciclaje, un coche eléctrico de aluminio supondría la emisión de 1,5 toneladas menos de CO₂ que un coche de acero, obteniéndose una reducción en la huella de carbono desde que el vehículo realiza 47.000 kilómetros.

 

Si bien el aluminio no se ha impuesto en la industria principalmente por su mayor costo.

El aluminio cotiza en alrededor de 2.050 dólares por tonelada, el acero,  se cotiza en cerca de 585 dólares por tonelada en  la Mesa de Metales de Londres (LME).

El aluminio es el material principal de:

Tesla Roadster modelo 2010 deportivo biplaza.

Tesla Model S, pero el coche también dispone de zonas reforzadas en acero.

El Volkswagen Nils es un coche eléctrico que  está fabricado en aluminio siguiendo el principio de construcción ASF de Audi, lo que deja el peso final en 480 kg.

La plataforma MEB (bloque de construcción modular de propulsión e), una plataforma diseñada exclusivamente por VW y Ford Motor para diferentes vehículos eléctricos.

London Electric Vehicle Company, empresa que fabrica los icónicos taxis negros (Black cabs) de Londres.

 

La introducción de autos eléctricos implica un cambio de paradigma en la industria automotriz tradicional. Ello significa también una reformulación de materiales en función de la prestación y de muchos otros factores que hacen a la construcción y precio de un vehículo eléctrico. Es muy probable que la disyuntiva  no sea un material u otro si no, la combinación de los mismos incluida la fibra de carbono.

 

Ing. Ricardo Berizzo

Cátedra Movilidad Eléctrica

U.T.N. Regional Rosario                                                                              2021.-

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