Diseño y estudio de un vehículo comercial ligero con sistema de propulsión alternativo no contaminante

Fraile del Pozo, Alberto
Larrodé Pellicer, Emilio (dir.)

Universidad de Zaragoza, EUITIZ, 2010
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Ingeniería e Infraestructura de los Transportes

Máster Universitario en Sistemas Mecánicos

Resumen: En este trabajo se establece una pauta para el dimensionamiento del sistema energético de un vehículo comercial ligero de hasta 3,5 toneladas, basado en una fuente de energía principal, que también incorpore una fuente secundaria que complemente a la principal para satisfacer la demanda de energía total del vehículo, así como analizar la viabilidad de dicha arquitectura. El resultado será óptimo y conllevará una reducción de consumos y de emisiones. Los objetivos energéticos deseados vendrán dados por las características del vehículo y las prestaciones demandadas. Este tipo de vehículos es especialmente sensible a mejoras que permitan disminuir el consumo, ya que el ahorro de combustible tiene una repercusión directa sobre el beneficio operativo de la empresa. La principal herramienta utilizada en este TFM es la aplicación informática “Advisor” (Advanced Vehicle Simulator), con la que se simulan los distintos vehículos. Se analizan los conceptos de hibridación y los distintos sistemas de almacenamiento de energía en vehículos. Posteriormente, se plantean una serie de especificaciones técnicas y prestaciones a cumplir, basadas en los vehículos actuales de la misma gama, y se simulan diferentes vehículos con distintas arquitecturas energéticas, partiendo del vehículo convencional como situación inicial, pasando por el vehículo híbrido y por el eléctrico puro, hasta llegar al vehículo de pila de combustible. Se justifica mediante sucesivas simulaciones la selección de la configuración más energéticamente eficiente para los vehículos comerciales ligeros de hasta 3,5 toneladas, tanto en ciclo urbano (vehículo eléctrico con baterías de ión-litio) como en un ciclo combinado (vehículo con pila de hidrógeno y baterías de ión-litio), y se plantean varias alternativas de mejora a partir de dichas configuraciones. Por último, utilizando los vehículos con las configuraciones óptimas elegidas, se realiza un estudio de ahorro de consumos y emisiones para los próximos 10 años en una empresa que dispone de una flota de 10 camiones. Se observa que a partir del noveno año, dicha empresa empezaría a ahorrarse dinero progresivamente, ya que durante los años anteriores tendría que hacer frente al alto coste inicial de los vehículos no contaminantes. En cuestiones medioambientales, se consiguen emisiones nulas de contaminantes, al menos durante la circulación con los vehículos seleccionados, pero se puede discutir acerca de la contaminación generada durante la producción de la electricidad y del hidrógeno, que variará según el método utilizado en su obtención, si bien los elevados rendimientos del vehículo eléctrico y del vehículo de pila de combustible pueden contrarrestar dicha circunstancia.

Palabra(s) clave (del autor): vehículos híbridos ; pila de hidrógeno ; vehículo comercial ligero ; ahorro energético ; eficiencia energética

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master