Vehículos eléctricos, una opción viable para Colombia

Este libro es la expresión escrita de una percepción real. La movilidad eléctrica es y será una alternativa cada vez mas viable en nuestro país y en Latinoamérica. El inminente daño ambiental y social que ha generado la humanidad con un desarrollo poco sustentable, con sobrepoblación y un consumo de...

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Autores:
Salazar Marín, Edgar Alonso
Tipo de recurso:
Book
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Tecnológica de Pereira
Repositorio:
Repositorio Institucional UTP
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.utp.edu.co:11059/14093
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11059/14093
https://doi.org/10.22517/9789587225914
https://repositorio.utp.edu.co/home
Palabra clave:
620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
Vehiculos eléctricos
Baterías eléctricas
Vehículos eléctricos híbridos
Electricidad en el transporte
Redes de distribución
Motores de combustión
Pruebas dinamométricas
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
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description Este libro es la expresión escrita de una percepción real. La movilidad eléctrica es y será una alternativa cada vez mas viable en nuestro país y en Latinoamérica. El inminente daño ambiental y social que ha generado la humanidad con un desarrollo poco sustentable, con sobrepoblación y un consumo desmedido y con la alta generación de gases efecto invernadero, ha hecho que países desarrollados se preocupen por proponer medidas que busquen mitigar los impactos negativos de un efecto ya prácticamente irreversible. La movilidad eléctrica es apenas un aporte necesario de una gran matriz de factores como eficiencia energética, consumo sustentable, economía circular, smart grids, y smart cities. Mas de 6000 vehículos eléctricos en las calles colombianas y múltiples investigaciones han desmitificado la duda de la gran eficiencia y capacidad que tiene un vehículo eléctrico comparado con el de combustión. Los gases derivados de un combustible fósil no solo aportan al cambio climático, sino que generan polución, fuente principal de gran cantidad de enfermedades pulmonares, además del estrés por ruido de los motores térmicos. Las políticas de gobierno han favorecido el impulso hacia el mercado del eléctrico, pero faltan mayores incentivos y concretar proyectos de implementación masificada de estaciones de carga eléctrica.
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spelling Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 dehttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessSalazar Marín, Edgar AlonsoLuis Miguel Vargas ValenciaDavid Restrepo Suarez2022-05-12T20:44:48Z2022-05-12T20:44:48Z2022978-958-722-590-7https://hdl.handle.net/11059/14093978-958-722-591-4https://doi.org/10.22517/9789587225914Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio institucional Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEste libro es la expresión escrita de una percepción real. La movilidad eléctrica es y será una alternativa cada vez mas viable en nuestro país y en Latinoamérica. El inminente daño ambiental y social que ha generado la humanidad con un desarrollo poco sustentable, con sobrepoblación y un consumo desmedido y con la alta generación de gases efecto invernadero, ha hecho que países desarrollados se preocupen por proponer medidas que busquen mitigar los impactos negativos de un efecto ya prácticamente irreversible. La movilidad eléctrica es apenas un aporte necesario de una gran matriz de factores como eficiencia energética, consumo sustentable, economía circular, smart grids, y smart cities. Mas de 6000 vehículos eléctricos en las calles colombianas y múltiples investigaciones han desmitificado la duda de la gran eficiencia y capacidad que tiene un vehículo eléctrico comparado con el de combustión. Los gases derivados de un combustible fósil no solo aportan al cambio climático, sino que generan polución, fuente principal de gran cantidad de enfermedades pulmonares, además del estrés por ruido de los motores térmicos. Las políticas de gobierno han favorecido el impulso hacia el mercado del eléctrico, pero faltan mayores incentivos y concretar proyectos de implementación masificada de estaciones de carga eléctrica.CONTENIDO Introducción ......................................................................................................... 11 CAPÍTULO UNO.................................................................................................14 Panorama general de los vehículos eléctricos....................................................15 1.1. Panorama mundial .................................................................................15 1.1.1. Comportamiento del mercado de vehículos eléctricos en el mundo .........................................................................................................15 1.1.1.1. Comportamiento del mercado de vehículos eléctricos, evidenciado en transporte público. ...............................................................................18 1.1.2. Iniciativas que promueven la transición hacia la movilidad eléctrica.....................................................................................................19 1.1.3. Marco regulatorio internacional ....................................................22 1.1.4. Efectos del COVID-19 sobre el futuro de la movilidad eléctrica.23 1.2. Panorama regional..................................................................................24 1.2.1. Marco legal y política pública.........................................................24 1.2.2. Vehículos eléctricos e infraestructura de recarga .........................25 1.2.3. Transporte público eléctrico ...........................................................29 1.3. Panorama nacional.................................................................................30 1.3.1. Marco legal y política pública.........................................................30 1.3.2. Sinopsis de Ley nro. 1964 de Colombia .........................................32 1.3.3. Vehículos eléctricos e infraestructura de recarga .........................33 1.3.4. Transporte público eléctrico ...........................................................35 1.3.5. Participación ciudadana, educación y negocios ...........................37 1.4. Efectos sobre el ambiente y la salud que producen los vehículos a combustión .....................................................................................................37 1.4.1. Efectos de la polución sobre la salud..............................................41 1.4.2. El ruido y el efecto sobre la salud...................................................47 CAPÍTULO DOS .................................................................................................50 Tipología de vehículos eléctricos.........................................................................51 2.1. Los vehículos eléctricos..........................................................................51 2.1.1. Componentes de un vehículo eléctrico...........................................52 2.1.2. Motor eléctrico .................................................................................54 2.1.3. Baterías.............................................................................................56 2.1.4. Recomendaciones para una vida más larga de batería ................58 2.2. Tipos de vehículos...................................................................................59 2.2.1. Vehículos eléctricos BEV (Battery Electric Vehicles) ...................59 2.2.2. Eléctricos de autonomía extendida EREV o PHEV-RE (ExtendedRange Electric Vehicules)..........................................................................60 2.2.3. Híbridos enchufables PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle)..60 2.2.4. Híbridos no enchufables HEV (Hybrid Electric Vehicle).............61 2.2.5. Vehículos eléctricos de hidrógeno FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)........................................................................................................64 2.2.6. Híbridos suaves de 48 voltios..........................................................65 2.3. Mercado de vehículos eléctricos en Colombia......................................66 2.3.1. ¿Y la infraestructura? .....................................................................69 2.3.2. Top 10: los carros híbridos y eléctricos más vendidos de Colombia en 20193.......................................................................................................70 2.4. Estaciones de carga vehicular................................................................71 2.4.1. Tipos de sistemas de carga ..............................................................73 2.4.2. Tipos de conectores..........................................................................74 2.4.2.1. Conector Tipo 1. .........................................................................75 2.4.2.2. Conector Tipo 2. .........................................................................76 2.4.2.3. Conector Shuko-europeo y conector Nema 5-15 americano. .77 2.4.2.4. Conector CHAdeMO. ................................................................77 2.4.2.5. Conector Scame. .........................................................................78 2.4.2.6. CEEform. ....................................................................................79 2.4.2.7. Conector CCS. ............................................................................79 2.4.3. Modos de carga ................................................................................80 2.4.3.1. Modo 1, sin comunicación con la red. ......................................81 2.4.3.2. Modo 2, grado bajo de comunicación con la red. ...................81 2.4.3.3. Modo 3, grado elevado de comunicación con la red. ..............82 2.4.3.4. Modo 4, grado elevado de comunicación con la red. ..............82 CAPÍTULO TRES...............................................................................................84 Conversión de un vehículo de combustión a eléctrico ......................................85 3.1. Descripción del proceso de adaptación.................................................88 3.1.1. Selección del vehículo ......................................................................89 3.1.2. Pruebas de desempeño del motor de combustión .........................91 3.1.3. Análisis de la dinámica de la tracción para selección del sistema eléctrico.......................................................................................................93 3.1.4. Selección del sistema de tracción eléctrico ....................................98 3.1.5. Desmontaje motor de combustión ................................................100 3.1.6. Modificaciones y montaje del sistema eléctrico...........................103 3.1.7. Implementación del sistema eléctrico (componentes).................109 3.1.8. Comparación de peso del vehículo antes y después de la transformación......................................................................................... 115 3.2. Pruebas de desempeño ......................................................................... 116 3.2.1. Pruebas de carga de batería.......................................................... 117 3.2.2. Pruebas de laboratorio .................................................................. 117 3.2.2.1. Pruebas dinamométricas. ....................................................... 118 3.2.2.2. Pruebas en rodillos. ..................................................................120 3.2.3. Pruebas en carretera......................................................................121 3.2.3.1. Pruebas de ruta en carretera (fuera de la ciudad). ...............121 3.2.3.2. Prueba de largo recorrido (autonomía)..................................125 3.2.3.3. Prueba de autonomía. ..............................................................127 3.2.3.4. Pruebas en ciudad. ...................................................................128 3.2.4. Pruebas de medición de temperatura ..........................................130 3.3. Impactos ambientales...........................................................................131 3.4. Impactos económicos............................................................................132 CAPÍTULO CUATRO ......................................................................................136 Diseño e implementación de una estación de carga vehicular con paneles solares (electrolinera solar) ...............................................................................137 4.1. Estaciones de carga en el mundo.........................................................138 4.2. Estaciones de carga de vehículos eléctricos en Colombia .................139 4.3. Infraestructura de una estación de carga...........................................141 4.4. Diseño de estación de carga (electrolinera solar)...............................142 4.5. Montaje de la electrolinera solar.........................................................148 4.6. Pruebas efectuadas en la electrolinera solar ......................................153 Conclusiones.......................................................................................................163 Referencias..........................................................................................................169190 Páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraPereiraColección Trabajos de InvestigaciónIEA. (2020, junio). Perspectivas globales de vehículos eléctricos 2020. https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020.Irle, R. (s.f.). The Electric Vehicle World Sales. EVVolumes.com. https://www.ev-volumes.com/.Máñez Gomis, G.; Bermúdez Forn, E.; Pardo González, J. L. y Orbea Otazua, J. (2019). Movilidad eléctrica: avances en América Latina y el Caribe y oportunidades para a colaboración regional 2019. 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 deopen.accesshttps://dspace7-utp.metabuscador.orgRepositorio de la Universidad Tecnológica de Pereirabdigital@metabiblioteca.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