Sistema hidroneumático del vehículo eléctrico UNAM para

Sistema hidroneumático del vehículo
eléctrico UNAM para recuperación de energía de frenado
Ricardo Chicurel Uziel, Alejandro González Calderón,
Germán Carmona Paredes,
Instituto de Ingeniería, UNAM
Fecha de recepción (Febrero de 2003.)
Fecha de aceptación (Abril de 2003.)
RESUMEN
El Vehículo Eléctrico UNAM es un minibús eléctrico de baterías
en el cual se ha incorporado un sistema para recuperar energía
de frenado mediante una bomba hidráulica acoplada a la
transmisión. Cuando se requiere frenar, dicha bomba envía
aceite a presión a un acumulador hidroneumático donde, de
esta manera, se comprime un gas. Cuando se desea acelerar
nuevamente al vehículo, el gas se expande, el flujo de aceite
se invierte y la bomba actúa como motor asistiendo al motor
eléctrico de tracción. La bomba es de desplazamiento fijo y,
por lo tanto, proporciona un par que no es regulable. Por tal
razón, el frenado hidroneumático se combina con frenado
disipativo convencional, que sí es regulable. Se presentan
resultados de pruebas de frenado y aceleración.
ABSTRACT
The UNAM Electric Vehicle is a small battery powered bus
having a system for the recovery of brake energy by means
of a hydraulic pump coupled to the transmission. When braking
is required, the pump discharges oil under pressure to a
hydraulic accumulator where a gas is thus compressed. Then,
when acceleration is desired, the gas expands, the flow of oil
is reversed, and the pump acts as a motor assisting the electric
traction motor. The pump is of the fixed displacement type
and, therefore, its torque is not adjustable. For this reason, the
hydro pneumatic brake is combined with a conventional
dissipative brake, the latter being adjustable. Braking and
acceleration test results are presented.
KEYWORDS: Hydro pneumatic systems, hydraulic systems,
regenerative braking, hybrid vehicles, electric busses.
PALABRAS CLAVE: Sistemas hidroneumáticos, sistemas
hidráulicos, frenado regenerativo, vehículos híbridos, autobuses
eléctricos.
NOMENCLATURA
a,b
d
D
distancias definidas en la Fig. 3
diámetro del cilindro hidráulico del dispositivo diferencial
desplazamiento de la bomba por revolución
f 1, f 2, f 3
Fh
kd
kh
p
r
Rd
Rr
fuerzas en el dispositivo diferencial
fuerza de frenado proporcionada por la bomba
razón entre fuerza de frenado y f3
razón entre fuerza de frenado y f1
presión en el acumulador
radio de las llantas
relación del diferencial
relación del reductor
INTRODUCCIÓN
La recuperación de energía de frenado mediante un sistema
hidroneumático es una opción particularmente atractiva para
vehículos urbanos de transporte público en vista del
requerimiento de paradas frecuentes y de la disponibilidad
de espacio para la instalación del equipo requerido. Tales
sistemas constan esencialmente de una bomba-motor hidráulico
de desplazamiento variable acoplado a la transmisión y un
acumulador hidroneumático. Al frenar, la bomba-motor,
actuando como bomba, envía aceite al acumulador, desplazando
a un émbolo que comprime un gas, almacenando así energía.
Cuando se desea acelerar al vehículo, se permite que el gas
se expanda provocando la expulsión de aceite del acumulador
y la operación de la bomba-motor en la modalidad de motor,
complementando de esta manera al sistema principal de
propulsión. Se han llevado a cabo diversas pruebas de
vehículos equipados con sistemas de este tipo, como las
reportadas por Hammerström (Hammerström, 1984), Martini
(Martíni, 1984) y Vint (Vint, 1987). En pruebas de laboratorio
consistentes en la transferencia de energía de un sistema
hidroneumático a un volante inercial y viceversa, Pourmovahed
obtuvo eficiencias muy satisfactorias de 61 a 89% para el
ciclo completo (Pourmovahed, 1990). Chicurel y Nieto
propusieron un sistema en el que se incorpora adicionalmente
un control que para al motor de combustión interna cuando no
hay demanda de potencia y lo arranca nuevamente utilizando
energía del acumulador hidroneumático (Chicurel, Nieto, 1989).
Chicurel y Lara describen un sistema de frenado regenerativo
para el minibús eléctrico de baterías, conocido como Vehículo
Eléctrico UNAM (VEUNAM), que combina un componente
hidroneumático y uno eléctrico (Chicurel, Lara, 1996). Dichos
componentes operan en paralelo compartiendo las funciones
de frenado y de aceleración. La ventaja esperada sobre tener
solamente frenado regenerativo eléctrico es la de la reducción
de los picos de corriente de carga y descarga de las baterías,
prolongando la vida de éstas, así como una mayor eficiencia
en el uso de la energía. De este modo se extiende la vida de
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las baterías. Cabe señalar el reconocimiento de este hecho
por el NYSERDA (New York State Energy Research and
Development Authority), el cual ha iniciado un proyecto conjunto
con la empresa TransiDrive para incorporar frenado
hidroneumático en autobuses eléctricos para la ciudad de Nueva
York, (Valenti, 2001), con lo cual se pretende que un banco
de baterías alcance una vida de hasta 12 años. En estos
sistemas, que pueden considerarse híbridos, se aprovecha el
hecho de que el componente hidroneumático puede transmitir
potencias mucho mayores que el eléctrico, aunque sea muy
inferior en capacidad de almacenamiento de energía (Wendel,
2000).
Una característica distintiva del sistema instalado en el VEUNAM
es que utiliza una bomba-motor de desplazamiento fijo, que
es considerablemente más ligera y barata que una de
desplazamiento variable, aunque tiene la desventaja de no
poder variar el par que proporciona. Esta desventaja no
invalida el uso de frenado hidroneumático si se combina con
un componente variable, como es el frenado eléctrico. Un plan
más modesto es usar el frenado disipativo convencional como
componente variable y, de hecho, corresponde al sistema que
finalmente se instaló en el VEUNAM. Obviamente, ello implica
un sacrificio en la energía recuperable pero, por otro lado,
permite la aplicación en vehículos no eléctricos. Mediante un
análisis basado en datos probabilísticos de velocidad y
aceleración en una ruta urbana, Chicurel estima que es posible
canalizar al sistema hidroneumático un 45% de la energía
cinética absorbida durante los períodos de frenado
(Chicurel,1999).
El VEUNAM se muestra en la figura 1. A continuación se
describe el sistema de frenado combinado que se instaló en
dicho vehículo y la estrategia de control del mismo. Asi mismo
se presentan los resultados de pruebas ampliando la
información contenida en trabajos anteriores, (Chicurel et al,
2001), (González et al, 2002).
Figura 1. Vehículo Eléctrico UNAM
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
La operación del sistema de frenado del VEUNAM se resume
de la siguiente manera: cuando la fuerza de frenado requerida
es menor que la que proporcionaría la bomba del sistema
hidroneumático, ésta se mantiene desactivada y el frenado se
obtiene exclusivamente por medio del freno convencional
disipativo. En caso contrario, la bomba es activada y el freno
disipativo se utiliza como complemento para igualar la fuerza
total de frenado requerida. En forma similar, cuando se desea
acelerar, el motor hidráulico entra en acción solamente cuando
la aceleración requerida excede a la que aquél proporcionaría.
En ese caso, el motor eléctrico de propulsión aporta el
complemento necesario. El control se realiza por medio de un
controlador PLC.
La figura 2 es un diagrama del sistema de control. La válvula
de control direccional que ahí se muestra aparece en posición
neutral (2); bajo estas condiciones, la bomba trabaja en vacío.
La válvula es controlada por medio de solenoides que son
activados mediante los contactos M1 y M2 que responden a
señales del PLC. SW1 y SW2 son interruptores de presión
conectados al acumulador hidroneumático; el primero
normalmente cerrado y el segundo normalmente abierto. Para
frenar, se cierran los contactos M1 y la válvula pasa a la posición
1, excepto si el interruptor SW1 se encuentra abierto, lo cual
ocurre cuando el acumulador está totalmente cargado. Con la
válvula en la posición 1, la bomba envía fluido hidráulico a
presión hacia el acumulador en donde se comprime el gas
que ahí se encuentra. Cuando se desea acelerar al vehículo,
se cierran los contactos M2 y, suponiendo que SW2 se
encuentre cerrado, lo cual se cumple si el acumulador no está
totalmente descargado, la válvula pasa a la posición 3. En ese
caso, la bomba actúa como motor para asistir al motor eléctrico.
Ambos se encuentran acoplados a una misma catarina de un
reductor de cadena, de manera que giran a la misma velocidad.
La catarina de salida va acoplada a una flecha cardán que
transmite la potencia al diferencial del eje motriz.
Figura 2. Diagrama del sistema de control
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Ricardo Chicurel Uziel, Alejandro González Calderón, Germán Carmona Paredes,
En la figura 2 se representa como bloque un dispositivo
diferencial cuya función es combinar las fuerzas de frenado
hidroneumático y disipativo. Su operación se explica a
continuación.
DISPOSITIVO DIFERENCIAL
Figura 3. Dispositivo diferencial
(3)
D = 19 cm3 / rev
Rr = 3.619
Rd = 5.13
r = 42 cm
d = 6.35 mm
por lo cual,
kh = 4.221 (a/b)
(4)
Para determinar kd, se realizaron pruebas de frenado en plano
obteniendo registros simultáneos de velocidad y fuerza
transmitida por la celda de carga con el sistema hidroneumático
desactivado. En la primera prueba se obtuvo la deceleración
del vehículo sin aplicar el freno, es decir, la deceleración
debida a los efectos agregados de la pérdida de rodamiento,
la de la transmisión y la de arrastre aerodinámico. Se obtuvo
un valor de 0.131 m/s2. En pruebas posteriores se obtuvo la
deceleración del vehículo aplicando el freno. La diferencia
entre esta deceleración y el valor de la primera prueba,
representa la deceleración debida al freno. La fuerza de
frenado, Fd, se obtiene de multiplicar dicha deceleración por
la masa total del vehículo, 5,236 kg. Al dividir los valores de
Fd así obtenidos entre los correspondientes de la fuerza
transmitida por la celda de carga, se determinó que kd=13.44.
Por lo tanto, para que kh y kd sean iguales, se requiere que
a/b = 3.18.
PRUEBAS DE DESEMPEÑO
Para determinar la primera de ellas, se observa que la bomba
proporciona una fuerza de frenado
(1)
Por otro lado, la fuerza f2 generada en el dispositivo diferencial
puede expresarse como:
f2 =(π d2 /4) p (b/a)
kh = Fh /f2 = (2D Rr Rd a)/(π2r d2 b)
También se tiene que:
El dispositivo diferencial se presenta en detalle en la figura 3.
La fuerza de frenado demandada por el operador del vehículo
se detecta mediante una celda de carga, que fue diseñada y
construida para esta aplicación en particular, sobre la cual una
extensión del pedal del freno ejerce la fuerza f1. Esta fuerza
es contrarrestada parcialmente por la fuerza f2 generada por
la acción de un pequeño cilindro hidráulico que recibe la
presión existente en la descarga de la bomba hidráulica. La
diferencia f3 = f1 – f2 es transmitida al mecanismo de freno
disipativo convencional. El dispositivo debe ser diseñado de
tal manera que la relación, kh, entre la fuerza de frenado
sobre el vehículo proveniente de la bomba hidráulica y la
fuerza f2 debe ser la misma que kd, la relación entre la fuerza
de frenado sobre el vehículo proveniente del freno disipativo
y la fuerza f3.
Fh = (D/2π)pRr Rd /r,
De las ecuaciones (1) y (2) se tiene:
(2)
Para la realización de pruebas del sistema hidroneumático del
VEUNAM, se seleccionó el área de estacionamiento del Estadio
de Prácticas en Ciudad Universitaria, en donde es posible hacer
corridas en línea recta de cerca de 100 m de longitud. Existe
una pequeña pendiente de 1.49 %, lo cual se aprovechó
para verificar el resultado esperado al invertir la dirección
del movimiento en las pruebas.
La preparación del vehículo para las pruebas consistió
principalmente en cargar plenamente las 52 baterías del sistema
de tracción, y ajustar la presión de inflado de las llantas a
0.553 MPa (80 psi). La primera etapa de pruebas se condujo
con una carga reducida de gas (nitrógeno) en el sistema
hidroneumático. En esa etapa, la presión en el acumulador
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podía variar entre 6.2 MPa (mínima energía almacenada) y
10.4 MPa (máxima energía almacenada) aproximadamente.
Estos valores son un 50% mas bajos que los valores de diseño
correspondientes y obedecen a la decisión, por motivos de
seguridad, de operar con una carga reducida de gas durante
un período inicial de familiarización con el sistema.
Posteriormente se incrementó la carga de modo que en una
segunda etapa de pruebas, la presión en el acumulador
fluctuaba entre 11.1 MPa y 13.8 MPa En las pruebas, la
activación del sistema hidroneumático para frenado o
propulsión se llevó a cabo manualmente. Tanto en las pruebas
de subida como en las de bajada, la pendiente fue de 1.49%.
Prueba de frenado hidroneumático
En esta prueba se acelera hasta una velocidad máxima y
después se activa el freno hidroneumático para detener al
vehículo. Los resultados de las pruebas en subida se muestran
en la figura 5.
Para cada una de las condiciones de prueba se realizaron
varias corridas obteniendo resultados muy similares en cada
caso, por lo cual se seleccionó una sola corrida para cada
condición.
Prueba de deceleración libre
Con el fin de determinar las pérdidas de potencia en la
transmisión y por efecto de rodadura de las llantas, se
efectuaron pruebas para obtener registros de la velocidad
durante una deceleración libre, es decir, sin propulsión ni
frenado. Debido a que el VEUNAM es un vehículo de baja
velocidad, la pérdida por arrastre aerodinámico se considera
despreciable.
La bomba-motor del sistema hidroneumático está acoplada
permanentemente a la transmisión. Por tal motivo bombea
aceite siempre que el vehículo está en movimiento y, por tanto,
consume cierta potencia resultante de la pérdida mecánica de
la propia bomba-motor así como de la circulación de aceite
que tiene lugar en un circuito cerrado cuando el sistema está
desactivado. Para cuantificar esa potencia, se efectuó una
prueba en la que se desacopló la bomba y se compararon los
resultados así obtenidos con los de una prueba con la bomba
acoplada.
Figura 5. Pruebas de frenado hidroneumático, en subida. a) y b) velocidad
y presión en primera serie de pruebas, c) y d) velocidad y presión en
segunda serie de pruebas.
Prueba de arranque con propulsión hidroneumática
Esta prueba se realiza después de cargar el acumulador
hidroneumático con una energía cercana a la máxima posible,
y consiste simplemente en usarla para acelerar el vehículo a
partir del reposo, sin propulsión eléctrica. Los resultados de
las pruebas en bajada y en subida se muestran respectivamente
en las figuras 6 y 7.
En la figura 4 aparecen resultados de pruebas con la bomba
acoplada y desacoplada. Se observa un período inicial de
aceleración del vehículo y después el período de prueba en
deceleración libre.
Figura 6. Prueba de arranque con propulsión hidroneumática, en bajada.
a) y b) presión y velocidad en primera serie de pruebas, c) y d) presión
y velocidad en segunda serie de pruebas.
Figura 4. Prueba de deceleración libre: a) con bomba acoplada, en subida,
b) con bomba desacoplada, en subida, c) con bomba desacoplada, en bajada.
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Ricardo Chicurel Uziel, Alejandro González Calderón, Germán Carmona Paredes,
Subida, bomba acoplada:
|
0.305 m/s2
Subida, bomba desacoplada: 0.269m/s2
Bajada, bomba desacoplada:
0 m/s2
La diferencia entre los dos primeros valores, 0.036 m/s2 ,
representa la pérdida de la bomba. Considerando que el
vehículo tiene una masa de 5,236 kg, que el diámetro de las
llantas es de 0.82 m, y que la bomba gira 18.56 revoluciones
por una revolución de las llantas, se calcula con los datos
anteriores que el par requerido para hacer girar a la bomba
es de 4.16 N-m, lo cual corresponde a una pérdida de 1
KW aproximadamente a una velocidad del vehículo de 20
km/hr.
Figura 7. Prueba de arranque con propulsión
hidroneumática, en subida.
Prueba de arranque con propulsión combinada
Con objeto de determinar la máxima aceleración posible del
VEUNAM, se llevó a cabo una prueba con tracción eléctrica
con acelerador a fondo y tracción hidroneumática combinada.
Esta prueba se realizó durante la primera serie y no se ha
repetido después de incrementarse la carga de nitrógeno en
el sistema. La figura 8 muestra los resultados para el caso de
movimiento en bajada.
Figura 8. Prueba de arranque con propulsión combinada, en bajada.
ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS
Deceleración libre
La figura 4 muestra que, durante la deceleración libre, la
velocidad varía en forma prácticamente lineal, como es de
esperarse cuando la pérdida de rodadura es dominante. Las
deceleraciones correspondientes son:
El hecho de que la aceleración en bajada con la bomba
desacoplada resultó ser cero, indica que la pérdida de
rodamiento mas la de la transmisión en vacío es
aproximadamente igual a la pérdida de energía potencial
por la pendiente. Despreciando la pérdida de la transmisión
en vacío, se obtendría un coeficiente de rodamiento de 0.0149.
La diferencia en las deceleraciones en subida y bajada debe
ser igual a lo doble de la pendiente por 1g (9.81 m/s2 ), o sea
0.298 m/s2 , valor muy cercano a 305m/s2 , obtenido
experimentalmente.
Frenado hidroneumático
En la prueba de frenado hidroneumático, la presión de aceite
en el acumulador se eleva y el vehículo decelera a partir del
momento en que se suspende la tracción eléctrica y se activa
la bomba. La presión de aceite alcanza un valor máximo, y
antes de detenerse completamente el vehículo, sufre un
descenso. Esto último obedece a la restricción que existe al
flujo de nitrógeno entre el acumulador y un cilindro que funge
como extensión del compartimiento de gas del acumulador.
Con el propósito de reducir dicha restricción se cambió la
manguera que interconecta al acumulador y al cilindro de gas
por una de mayor diámetro, lo cual redujo drásticamente el
descenso en la presión al final del frenado, como puede verse
claramente en la figura 5.
El trabajo de compresión del gas durante el frenado para la
primera prueba fue de 23.9 kJ, el cual se calculó integrando
la presión con respecto a la variación del volumen. Este último
es una función lineal de la distancia recorrida por el vehículo,
ya que la bomba tiene un desplazamiento fijo de 19 cm3 /rev.
Con objeto de cuantificar el beneficio del cambio en la
manguera, se estimó la pérdida que resultaba de la restricción
entre el acumulador y el cilindro de gas antes del cambio. Se
calculó el trabajo que podría recuperarse de una expansión
isoentrópica a partir del estado del gas al final del frenado
regresando a la presión existente al inicio, obteniéndose un
valor de 19.0 kJ. Con este criterio, la pérdida es entonces de
23.9 – 19.0 = 4.9 kJ. Para el cálculo anterior, se requirió el
valor del volumen del gas al final del frenado. Esto se obtuvo
de la siguiente manera:
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Sean p1 y p2 las presiones absolutas al inicio y final del frenado,
y p la presión absoluta de equilibrio alcanzada después de
un tiempo suficiente después del frenado para que la
temperatura del gas sea esencialmente la misma que al inicio
del frenado. Se obtuvieron los siguientes valores:
8
p1 = 8.190 MPa
p2 = 8.666 MPa
p = 8.611 MPa
Entonces, se tiene que:
9∞ 92
S
=
= 1 = 0.9511
91 91 S∞
donde el símbolo
V representa el volumen del gas.
Además, como se explicó anteriormente, se conoce la diferencia
V1 - V 2 , que en este caso resultó ser 2.77 lts. Así, se obtiene
V1 = 56.65 lts
V 2 = 53.87 lts
Arranque con propulsión hidroneumática
En la figura 6 se observa que la aceleración máxima del
vehículo con propulsión hidroneumática en bajada es igual a
0.190 m/s2 para la primera prueba, siendo la presión de aceite
de 7.59 MPa (1100psi) aproximadamente. Debido a que,
como se vio anteriormente, los efectos de la pendiente y de la
pérdida de rodamiento se cancelan, se concluye que el motor
proporciona una fuerza de tracción correspondiente a una
aceleración del vehículo de 0.190 m/s2 . El par del motor
sería entonces:
7P =
0.19 × 5,236 × 0.41
= 21.98 N-m
18.56
El par teórico obtenido a partir de la presión de aceite
suministrada y del desplazamiento es:
7P =
7.59 × 10 6 × 19 × 10 −6
= 22.95 N-m
2π
De lo anterior se obtiene una eficiencia del motor hidráulico y
transmisión de 95.8%.
En la segunda serie de pruebas se alcanzó una aceleración
máxima en bajada de 0.371 m/ss, siendo la presión inicial de
aceite de 13.41 MPa (1933 psi) aproximadamente. Al repetir
el cálculo anterior para este caso, se obtiene un valor de la
eficiencia ligeramente superior al 100% debido a errores en
los datos medidos.
En la figura 6 se observa que, para la primera prueba, al ser
activado el motor hidráulico, se presenta primeramente un
descenso de la presión de aceite, antes de que el vehículo
inicie la marcha. Esto puede deberse a que el motor hidráulico
debe girar algunas revoluciones para absorber el juego en la
transmisión y generar los esfuerzos en ella para desarrollar la
fuerza de tracción en las llantas. También puede contribuir al
fenómeno el flujo de una pequeña cantidad de aceite para
accionar la válvula de control direccional para activar al motor.
Cabe mencionar que la gráfica de presión para la primera
prueba presenta una recuperación al término del período de
propulsión (figura 6). Ello manifiesta nuevamente la restricción
al flujo de gas que existía entre el acumulador y el cilindro de
nitrógeno.
En la figura 7 se muestra el resultado de la prueba de
aceleración en subida, que sólo fue posible realizar en la
segunda serie de pruebas pues la fuerza tractiva del motor
hidráulico resultaba insuficiente antes de incrementar la carga
de nitrógeno en el sistema. La aceleración máxima obtenida
fue de 0.078 m/s 2 . Tomando en cuenta la pendiente
desfavorable y la resistencia al rodamiento, se requiere que
el motor hidráulico entregue un par de 42.8 N-m, valor muy
cercano al par calculado a partir de la presión de aceite, que
es de 40.04 N-m.
Arranque con propulsión combinada
La prueba de arranque con propulsión combinada se llevó a
cabo únicamente durante la primera serie de pruebas. Los
resultados aparecen en la figura 8. Se obtuvo una aceleración
máxima de 1.55 m/s2 con la pendiente a favor. Durante el
periodo inicial de aceleración en la prueba de deceleración
libre (figura 4), la aceleración máxima en bajada fue de 1.29
m/s2 ,obtenida con propulsión eléctrica únicamente. Sumando
este valor a la aceleración máxima en bajada con propulsión
hidroneumática, de la primera serie de pruebas (0.190 m/s2
), se obtiene un valor de 1.48 m/s2 que difiere en menos de
5% de la aceleración máxima medida con propulsión
combinada.
CONCLUSIONES
De las pruebas de desempeño del sistema de frenado
regenerativo hidroneumático del VEUNAM, se desprenden las
siguientes conclusiones:
Los resultados de las diferentes pruebas realizadas son
consistentes entre sí.
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Ricardo Chicurel Uziel, Alejandro González Calderón, Germán Carmona Paredes,
La bomba-motor del sistema hidroneumático y la transmisión
del vehículo son altamente eficientes; sin embargo existe una
pérdida considerable cuando la bomba-motor opera en vacío.
Ello se podría evitar incorporando un embrague para
desacoplarla de la transmisión cuando no está activada.
Conviene señalar que no existen antecedentes del uso de una
bomba-motor de desplazamiento fijo en sistemas de
recuperación de energía de frenado. Las máquinas que se
han utilizado son de desplazamiento variable, el cual se reduce
a cero cuando está inactivo el sistema, evitando la circulación
de aceite.
La propulsión hidroneumática en las condiciones previas al
incremento de carga de nitrógeno permitía incrementar la
aceleración del vehículo en plano en un 15%
aproximadamente al utilizarse simultáneamente con la
propulsión eléctrica. De las pruebas realizadas, se calcula que
este valor es superior al 30% en las condiciones actuales.
Martini, S. “The M.A.N. Hydrobus. A Drive Concept with Hydrostatic
Brake Energy Recovery”, Proc. International Symposium Advanced and
Hybrid Vehicles. 1984, University of Strathclyde, U.K., pp 227-34
Pourmovahed, A., Beachley, N.H., Fronczac, F.J., “Analytical and
Experimental Modeling of a Hydraulic Energy Regeneration System”, Proc.
1990 Am. Soc Mech. Eng. Winter Annual Meeting, 1990, Dallas, Texas,
paper No. 90-WA/FPST-13,
Valenti, M., “Recapturing Brake Energy” , Mechanical Engineering Power,
junio 2001.
Vint, M.K., “Design and Construction of a Fuel Efficient Braking System”,
Soc. Automotive Engineers, 1987, Warrendale, PA, paper No. 871233,
Wendel, G., “Regenerative Hydraulic Systems for Increased Efficiency”,
International Exposition for Power Transmission and Technical Conference,
Proceedings of thee 48th National Conference on Fluid Power , 4-6 April
2000, Paper 100-8.2,
En una próxima etapa de desarrollo, se pretende poner a
punto el sistema de control que combinará en forma totalmente
automática el frenado hidroneumático con el disipativo así
como la propulsión eléctrica con la hidroneumática.
RECONOCIMIENTOS
Los autores agradecen el apoyo del Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología a través del proyecto 27520-A.
REFERENCIAS
Chicurel, R., Nieto, J., “Hydro-pneumatic System for Regenerative Braking
in Motor Vehicles”. Proc. Energy Sources Technology Conference, 1989,
Houston, Texas, paper No. 89-ICE-1.
Chicurel, R, Lara., “Control of a Hybrid Propulsion System”, Instrumentation
and Development, V.3, No. 6., 1996, pp 3-7.
Chicurel, R., “A Compromise Solution for Energy Recovery in Vehicle
Braking”, Energy, V. 24, 1999, pp 1029-34
Chicurel, R., Carmona, G., González, A., “Sistema Hidroneumático para
Recuperación de Energía de Frenado”, Memoria VII Congreso SOMIM,
octubre 2001, Celaya, Gto., pp. 37-41.
González, A., Chicurel, R., Carmona, G., “Desempeño del Sistema de
Frenado Hidroneumático del Vehículo Eléctrico UNAM”, Memoria VIII
Congreso SOMIM, septiembre 2002, Monterrey, N.L..
Hammerström, L., “VTS-Hydrostatic Transmission. Experiences from the
First Field Test”. Proc. International Symposium Advanced and Hybrid
Vehicles. 1984, University of Strathclyde, U.K., pp 235-41.
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Sistema hidroneumático del vehículo eléctrico UNAM para recuperación de energía de frenado
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