Agencia de Noticias UN.- Los vehículos eléctricos actuales están diseñados para ambientes seguros y topologías estables, pero muchos lugares del mundo, y particularmente Colombia, presentan variaciones topográficas y condiciones de terreno bastante inestables. De esa idea partió la investigación del ingeniero Freddy Alexander Velandia Vivas, magíster en Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.).
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Los vehículos eléctricos actuales están
diseñados para
ambientes seguros y topologías estables.
Foto- archivo
Unimedios.
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“Si cuando voy a
subir una pendiente el carro exige un mayor gasto energético tengo que ser muy
cuidadoso con el consumo de esa energía. Por eso inicialmente se trabajó en
incrementar la eficiencia que se tiene en los convertidores actuales para que
ese gasto energético sea muy mesurado y se maximice su aprovechamiento”,
explica el magíster.
Para responder a
este contexto, el investigador diseñó un convertidor de potencia, dispositivo
encargado de elevar el voltaje del carro para mantenerlo constante: “por
ejemplo los supercapacitores del vehículo eléctrico trabajan con 300 voltios,
pero cuando se descargan bajan a 174; la idea del convertidor era tomar esos
174 voltios y mantener siempre 300 voltios a la salida”, explica.
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| La investigación se favoreció del amplio conocimiento de los japoneses en carros eléctricos. Foto: Freddy Velandia. |
A partir de un
trabajo del doctor Wilmar Martínez, egresado de la U.N. y profesor asistente de
la Universidad Católica de Lovaina (KU Leuven) y EnergyVille en Bélgica, que
consistió en el diseño del sistema eléctrico de un vehículo eléctrico, el
investigador Velandia se centró en el convertidor de potencia de dicho carro.
Por eso explica
que “analicé cuál era el convertidor más adecuado en términos de eficiencia, es
decir que me produjera la menor cantidad de pérdidas y que la densidad de
potencia también fuera la más adecuada; esta se refiere a la relación que
existe entre la potencia y el volumen, para el caso, en un convertidor.
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| Parte
de la validación experimental de este estudio se llevó a cabo en la Universidad de Shimane, en Japón. Foto: Freddy Velandia. |
Aunque las
tecnologías de almacenamiento actuales son una posible solución para disminuir
la problemática del cambio climático, presentan desempeños inferiores
comparadas con los sistemas convencionales de energía. Por ejemplo los
combustibles fósiles –como la gasolina– proporcionan mayor densidad energética
y flexibilidad que la batería más avanzada: 13 kWh/kg frente a 0,16 kWh/kg
de las recientes generaciones comerciales de baterías de ion-litio.
Prácticas en Japón
El investigador
trabajó particularmente con un convertidor intercalado con acoplamiento
magnético, utilizado por las marcas Toyota Mirai (utiliza un convertidor con
intercalamiento de fases sin acoplamiento magnético) y Honda Clarity (utiliza
un convertidor con intercalamiento y acoplamiento magnético entre dos fases), a
las que tuvo acceso gracias a la colaboración del doctor Masayoshi Yamamoto, de
la Universidad de Shimane en Japón, en donde el magíster realizó dos prácticas.
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| Topología propuesta para el convertidor. Foto: Freddy Velandia. |
Con la dirección
del doctor Camilo Cortés, vicedecano de Investigación y Extensión de la
Facultad de Ingeniería de la U.N., a este convertidor se le integró el diseño
de una nueva topología de núcleo magnético, el cual integra cuatro fases que
logran una adecuada distribución de flujo magnético y su utilización en
convertidores intercalados.
