1. Introducción al vehiculo eléctrico.
1.1. Introducción Sistemas de Energía.
1.2. Cambio del modelo energético. Dependencia energética.
1.3. Energías renovables: Hidráulica, Solar, Eólica y otras.
1.4. Problemática de las energías renovables.
1.5. Almacenamiento de la energía.
1.6. Componentes de la línea Eléctrica.
1.7. Contexto energético. Sistema energético del futuro.
1.8. Introducción al vehiculo eléctrico (VE). Preguntas de los VE.
1.9. Retos y problemas actuales del vehiculo eléctrico.
1.10. ¿Por qué aparecer los coches eléctricos?
1.11. Reservas de energías no renovables mundiales.
1.12. Historia del automóvil.
1.13. Evolución Coche Eléctrico.
1.14. Cronología del Vehiculo Eléctrico.
1.15. Fortalezas y debilidades de los vehículos híbridos.
1.16. Comercialización de Vehículos eléctricos: Prius.
1.17. Transporte Público.
1.18. Vehículos Industriales Eléctricos.
2. Situación Actual de los vehículos eléctricos.
2.1. Los últimos avances del automóvil (2020/2021).
2.2. Objetivos de la unión Europea.
2.3. Situación Actual del Vehiculo Eléctrico (VE).
2.4. Movilidad con sostenibilidad medioambiental y Eficiencia.
2.5. Volumen y crecimiento del sector del automóvil.
2.6. Caso estudio de viabilidad del coche eléctrico en España.
2.7. Impulsores del Transporte público Eléctrico.
2.8. Regulaciones existentes de la normativa eléctrica.
2.9. prEN 50066, DIN / VDE 0122 , CEN/N 75 yIEC 718 (1992).
2.10. Legislación Europea.
3. Convertidores Electrónicos de Potencia.
3.1. Introducción. Escenario de la Electrónica de Potencia.
3.2. Importancia de la electrónica de potencia.
3.3. Diagrama de Bloques de un sistema electrónico de Potencia
3.4. Análisis de circuitos en Electrónica de Potencia.
3.5. Tipos de Convertidores Electrónicos.
3.6. Actuador. Etapa de potencia del Vehiculo Eléctrico.
3.7. Diagramas de Bloques de un Control de un Motor DC.
3.8. Necesidades de Convertidores en los vehículos eléctricos.
3.9. Convertidores DC-DC de potencia del Vehículo Eléctrico.
3.10. Funcionamiento de convertidores Buck, Boost y Forward.
3.11. Introducción al Convertidor DC-AC (Inversor). Topologías.
3.12. Control del Convertidor DC-AC (Inversor). Diagrama de Bloques.
3.13. Módulos inteligentes de potencia.
3.14. Convertidor de tracción.
3.15. Tecnologías de los semiconductores de potencia.
4. Elementos y partes del vehiculo eléctrico.
4.1. Introducción y objetivos a los elementos del vehículo eléctrico.
4.2. Arquitectura del vehículo eléctrico.
4.3. Elementos del vehículo eléctrico: Batería, Motor eléctrico, Cargador, Convertidor Electrónico y Sistema de transmisión mecánica.
4.4. Sistemas de propulsión: Térmicos y eléctricos.
4.5. Análisis de las clases de motores en los vehículos.
4.6. Características del Motor Eléctrico. Ejemplos.
4.7. Funcionamiento de la Maquina Eléctrica.
4.8. Unidad de control de potencia (Power Control Unit, PCU).
4.9. Frenada regenerativa en los vehículos híbridos/Eléctricos. Ejemplos.
4.10. Conclusiones de las partes del Vehículo Eléctrico.
4.11. Clasificación de los Vehículos Eléctricos.
4.12. Diferentes Tipos de Vehículos Eléctricos.
4.13. Introducción a los Vehículos Híbridos Eléctricos.
4.14. Características de los Vehículos Híbridos Eléctricos.
4.15. Ejemplos de Vehículos Híbridos Eléctricos..
4.16. Tipología sistemas de propulsión de vehículos híbridos:
o Serie.
o Paralela.
o Mixta.
4.17. Esquema de bloques de potencia y control de HEV.
4.18. HEV con tren de propulsión Serie-Paralelo.
4.19. Modo funcionamiento de los vehículos híbridos
4.20. Introducción a los Vehículos Eléctricos puros (BEV).
4.21. Cables en el Vehículo eléctrico (VE).
4.22. Cables y sus propiedades en VE.
4.23. Cables y contactores en el cargador del VE.
4.24. Protecciones en el VE: Fusibles, Interruptores inerciales.
4.25. Elementos Auxiliares de Control en el VE.
5. Almacenamiento de Energía.
5.1. Objetivos del Almacenamiento.
5.2. Recorrido del Almacenamiento en vehículos eléctricos.
5.3. Introducción y funcionamiento de las Baterías.
5.4. Evolución histórica de las baterías.
5.5. Tecnología Actual de Baterías para Vehículos eléctricos.
5.6. Conceptos de baterías recargables.
5.7. Tipos de Baterías: Plomo-Acido, Níquel Cadmio (NiCd), Níquel-Hidruro Metálico (NiMH), Iones de litio (Li-ion), polímero de litio y Zebra (NaNiCl).
5.8. Tabla resumen de las baterías recargables.
5.9. Fundamentos de las Baterías: Ecuación de Peukert
5.10. Características de las Baterías: Voltaje nominal, Profundidad de descarga, Intensidad máxima de carga y descarga,
5.11. Resistencia interna de la batería, vida estimada, caída de tensión en servicio y coste.
5.12. Cuadro comparativo de los principales tipos de baterías.
5.13. Modelo básico y algoritmo de la carga de la batería Pb-Acido
5.14. Elementos constructivos del vehículo eléctrico. Baterías.
5.15. Simulación de baterías.
5.16. Variantes de las baterías de Plomo: AGM, GEL y otras.
5.17. Evolución de las baterías de Níquel.
5.18. Baterías de Níquel-Cadmio.
5.19. Baterías Níquel-hidruros metálicos.
5.20. Baterías de Litio-ión.
5.21. Características y comportamiento de las Baterías de Litio.
5.22. Comparativa de Energía Específica (ION-LITIO).
5.23. Baterías con polímero de grafeno.
5.24. Ejemplo de diseño y dimensionado de las baterías
5.25. Caso practico de las baterías del vehículo eléctrico.
5.26. Baterías de alta energía vs. baterías de alta potencia.
5.27. Requerimientos de las baterías en vehículos de pasajeros.
5.28. Sistema de gestión de baterías (BMS).
5.29. Sistema de gestión completo de baterías. BMS.
5.30. Visión general de baterías y el BMS.
6. Maquinas Eléctricas:
6.1. Tipos de motores empleados en vehículos eléctricos.
6.2. Motores de corriente continua.
6.3. Control de motores de corriente continua.
6.4. Introducción a los motores de alterna trifásicos. Campo magnético giratorio.
6.5. Motores síncronos trifásicos.
6.6. Motor síncrono BLDC.
6.7. Control de Motores BLDC
6.8. Motores síncronos PMSM.
6.9. Control escalar del motor PMSM.
6.10. Control Vectorial (FOC). Fundamentos.
6.11. Modulación Vectorial SVPWM.
6.12. Control Vectorial del motor PMSM.
6.13. Motores asíncronos trifásicos ACI. Introducción, circuito equivalente y balance de potencia.
6.14. Control de motores ACI. Control por tensión de estator.
6.15. Control de motores ACI. Control V/Hz.
6.16. Control de motores ACI. Control vectorial.:
7. Supercondensadores.
7.1. Introducción a los sistemas basados en Supercondensadores.
7.2. Las características principales de los Supercondensadores.
7.3. Modelo del Supercondensador.
7.4. Carga y descarga del Supercondensador.
7.5. Características del Supercondensador.
7.6. Ejemplos de módulos comerciales de los Supercondensadores.
7.7. Ejemplo de dimensionamiento del Supercondensador.
7.8. Simulación del Supercondensador.
7.9. Comparativa de almacenamiento Supercondensador/Batería.
7.10. Representación del sistema de almacenamiento VE.
7.11. Topología de los sistemas de almacenamiento.
7.12. Convertidor DC-DC bidireccional sin aislamiento en VE.
7.13. Características de un sistema de control del convertidor.
7.14. Controladores ON-OFF.
7.15. Diseño del Convertidor DC-DC bidireccional sin aislamiento.
7.16. Aplicación de Supercondensadores. Tren y Estabilidad Red Eléctrica.
7.17. Dimensionamiento del sistema de almacenamiento.
7.18. Fortalezas/Debilidades del Supercondensador.
7.19. Supercondensador. Grafeno.
8. Cargador del vehículo eléctrico.
8.1 Introducción y objetivos de la recarga de vehículos eléctricos.
8.2 Visión de la recarga de vehículos eléctricos Diagrama.
8.3 Definición del cargador de baterías del VE.
8.4 Infraestructuras para la Recarga en el vehículo eléctrico.
8.5 Sistemas de Recarga de baterías.
8.6 Tipos de recargas de vehículos eléctricos:
o Recarga convencional (16 Amperios).
o Recarga semi-rápida (32 Amperios).
o Recarga rápida.
8.7 Conceptos del Cargador VE.
8.8 Requerimientos del Cargador VE.
8.9 Cargadores de Baterías. Convertidores electrónicos.
8.10 Convertidor Reductor-elevador con/sin aislamiento
8.11 Recarga Inteligente de vehículos Eléctricos (VE).
8.12 Vehículo eléctrico. BMS.
8.13 Implementación de un unidad BMS.
8.14 Ventajas y debilidades de la recarga en el vehículo eléctrico.
8.15 Vehiculo Eléctrico y Operación en el Sistema Eléctrico.
8.16 Sistema V2G (Vehicle-to-Grid).
8.17 Definiendo los Equipos de Carga.
8.18 Modos de recarga: Modo-1,2,3 y 4.
8.19 Electrolinera / Punto de recarga.
8.20 Conectores de conexión del Cargador: Schuko, SAE J1772 y Mennekes.
8.21 Definiendo los Equipos de Carga.
8.22 Modos de recarga del VE.
8.23 Protocolos de comunicación: OCPP (Open Charge Point Protocol).
8.24 Ejemplos de estaciones de carga A.C. para Vehículos eléctricos.
8.25 Distorsión armónica de tensión provocada por el Cargador.
8.26 Software gestión de las estaciones de Carga.
8.27 Cargadores Comerciales. Power Electronics.
8.28 Power Electronics: Componentes principales “Nube Station”
8.29 Normativas de las estaciones de Carga: ITC BT-52.
8.30 Recorrido de las Normativas de las estaciones de Carga.
8.31 Recarga de VE. SPL (UNE 0048).
8.32 Previsión de cargas. Sistema de protección SPL.
9. Casos prácticos de vehículos eléctricos.
9.1. Coche hibrido: TOYOTA PRIUS:
• Vista externa.
• Vista del conjunto.
• Vista esquemática genérica.
• Vista esquemática eléctrica.
• Vista interior.
9.2. Toyota e-CVT: THS (Toyota Hybrid System).
9.3. TOYOTA PRIUS.
• Evolución.
• Vista de conjunto y Motor.
• Bomba de agua.
• Motor eléctrico.
• Motor - Generador.
• Batería y su recarga.
• Arranque.
• Conducción.
• Adelantar.
• Modo funcionamiento: EV, ECO y PWR.
• Transmisión: Tren Epicicloidal.
• Batería: níquel e hidruro metálico y de ion.
• Medidas de seguridad.
• Convertidor Electrónico. Inversor.
• Usos del Alto voltaje.
• Sistema de Control.
• Sistema de Frenado. Frenada Regenerativa.
9.4. Caso práctico. Cálculo y selección de componentes de un vehículo eléctrico
9.5. Vehículo eléctrico de Transporte. Conclusiones
9.6. Por qué usar una tracción híbrida en autobuses urbanos.
9.7. Autobuses urbanos.¿Dónde se producen los ahorros?
9.8. Conceptos sobre autobuses híbridos.
9.9. Introducción al vehiculo en el transporte Público.
9.10. Transporte Publico. EMT Madrid.
9.11. Autobuses Híbridos. Conceptos y Ejemplos.
9.12. Vehículo eléctrico de Transporte.
9.13. Conceptos sobre autobuses híbridos.
9.14. Por qué usar una tracción híbrida en autobuses urbanos.
9.15. Vehículos Industriales Eléctricos. Gran reto ???
9.16. HYUNDAI IONIQ. Características y componentes.
10. Comunicaciones. Vehiculo Eléctrico.
10.1. Introducción comunicaciones y al bus CAN.
10.2. Comunicaciones Serie. Introducción.
10.3. Tipos de comunicaciones Serie: Sincrona y Asíncrona.
10.4. Modos de comunicaciones Serie: Simplex, Halfduplex y FullDuplex.
10.5. Protocolos de comunicación. Introducción.
10.6. Modelo OSI en la Rs232-C.
10.7. Comunicación Serie. RS232-C.
10.8. Especificaciones eléctricas y mecánicas de la RS232-C:
10.9. Comunicación RS485. Introducción.
10.10. Topología de la red RS485.
10.11. Velocidad de transmisión y longitud de la línea de transmisión.
10.12. Bus Maestro-Esclavo de 2 y 4 hilos.
10.13. Ejemplo de esquema de conexión-RS485.
10.14. Bus Maestro Esclavo a nivel de enlace de datos
10.15. Introducción al Bus Can. Aplicaciones. Automóvil.
10.16. La implementación del bus CAN y su topologías.
10.17. Bus CAN Standard y versión 2.0B.
10.18. Bus CAN Modelo OSI.
10.19. Introducción a CANOpen.
10.20. Acceso al medio mediante el bus CAN.
10.21. Bus CAN Protocolo Orientado a Mensaje.
10.22. Tipos de Mensajes en el bus CAN: Mensajes de Datos de Petición Remota, Error,....
10.23. Bus CAN Mensajes de Error.
10.24. Bus CAN Capa Física. Conectores.
10.25. Controladores c.i. en el bus CAN.
10.26. Resumen del Bus CAN.
11. Mantenimiento y Diagnosis del Vehiculo Eléctrico.
11.1. La Diagnosis en los vehículos eléctricos.
11.2. Métodos en la Diagnosis en los vehículos eléctricos.
11.3. Ejemplo de manual técnico GUIADO de reparaciones.
11.4. Métodos en la Diagnosis NO GUIADOS en VEH.
11.5. Instrumentos de Mantenimiento VEH.
11.6. Herramientas de Diagnosis y Mantenimiento de Baterías.
11.7. Cámara termográfica.
11.8. Equipos de Diagnosis del VEH. Marca y Multimarca.
11.9. Seguridad en los vehículos eléctricos.
11.10. Manipulación, Precauciones y Protección.
11.11. Introducción al Mantenimiento VE.
12. Hidrogeno. Vehiculo Eléctrico.
12.1. Pilas de combustible. Preguntas.
12.2. Hidrógeno: ¿Quinta revolución industrial?
12.3. ¿Por qué el hidrógeno?.
12.4. El ciclo del Hidrógeno, vector energético.
12.5. Hacia la Economía del Hidrógeno.
12.6. Recorrido de la Economía del Hidrógeno.
12.7. Sector estratégico para Europa.
12.8. Comparativa de almacenamiento.
12.9. Pilas de combustible: la ventaja de la Termodinámica.
12.10. Pilas de combustible: Funcionamiento.
12.11. Coche eléctrico y pila de hidrogeno. Comparativas.
12.12. Fortaleza y debilidades de la Pila de Hidrogeno.
12.13. Cronología del coche con Pila de Hidrogeno.
12.14. Concepto básico de una hidrogenera.
12.15. Pilas de Combustible y Energías Renovables.
12.16. Pilas de combustible: Tipos de pila.
12.17. Pilas de combustible: Aplicaciones.
12.18. Como producir hidrógeno actualmente.
12.19. Utilización de la Pila de combustible en los VE.
12.20. Partes en los vehículos Eléctricos de hidrogeno.
12.21. Como funcionan los vehículos Eléctricos de hidrogeno
12.22. Características de los vehículos de hidrogeno.
12.23. Seguridad de los vehículos de hidrogeno.
12.24. Situación actual de los vehículos de hidrogeno.
12.25. Futuro de los vehículos de hidrogeno.
13. Vehículo eléctrico futuro.
13.1. Introducción al futuro del Vehiculo Eléctrico.
13.2. Motor Rueda.
13.3. Evolución de las baterías para VE.
13.4. Futuro de la Carga baterías inalámbrica en modo estático y dinámico.
13.5. Futuro del Vehiculo Eléctrico. Conexión a red.
13.6. Vehículo Eléctrico y Energías renovables.
13.7. Redes V2G (Vehicle-to-Grid).
13.8. Redes V2G. España.
13.9. Cambio de tecnología a los vehículos eléctricos.
13.10. Diagrama del VE en el autoconsumo.
14. SIMULACIÓN. Simulink.
14.1. Introducción a la simulación.
14.2. Programas comerciales para abordar la simulación.
14.3. Requerimientos de las herramientas software existentes
14.4. Introducción a Matlab. Simulink. SymPowersys
14.5. Ejemplos. Completa galería de demos:
o Transformador de Potencia.
o Rectificador Monofásico.
o Control de un motor DC
o Control Vectorial de un motor AC trifásico.
o Filtro de 1er Orden mediante una S-Function
14.6. Tutorial de MATLAB-SIMULINK. Convertidor BUCK.
14.7. Bloques de electronica de potencia en Simulink.
o Breaker.
o Transistor IGBT.
o Generador PWM.
o Inversor Monofasico (PWM) AISLADO desde batería.
14.8. Componentes en bloque de Simulink. SymPowersys: Universal Bridge.
14.9. Componentes de medias en Simulink:
o Transformación abc_dq0.
o Medidas Fourier.
o Medidas Distorsión Armónica.
o Medidas Componentes Simétricas.
o Medida P-Q.
14.10. Modelo de una batería.
14.11. Modelo de un Supercondensador.
LABORATORIOS: SIMULACIÓN DEL COCHE ELECTRICO. Simulink:
Lab.1. Introducción: Medidas con simulink.
Lab.2. Convertidor BUCK y su control.
Lab.3. Control de un inversor monofásico en aislado.
Lab.4. Cargador de baterías con un rectificador activo.
Lab.5. Control vectorial de una maquina eléctrica PMSM.
Lab.6. Sistema completo de un vehiculo hibrido.
Lab.7. Sistema completo de un vehiculo con pila de combustible.
