Ingeniería de electrificación y arquitecturas híbridas HEV, PHEV y REEV: conversión energética y optimización de generadores de combustión interna
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La electrificación del transporte combina almacenamiento electroquímico, máquinas eléctricas y motores de combustión mediante arquitecturas con balances energéticos diferentes. Este artículo analiza los vehículos híbridos no enchufables, híbridos enchufables y eléctricos de autonomía extendida, con atención a la conversión de energía química en electricidad mediante grupos motor-generador. Se realizó una revisión narrativa de documentación institucional, publicaciones científicas y descripciones de fabricantes, complementada con balances analíticos reproducibles. Se distingue la capacidad de recarga externa de la topología del tren motriz, pues un vehículo de autonomía extendida puede constituir un híbrido enchufable en serie. Los cálculos ilustrativos muestran que una eficiencia térmica del motor de 40 % se transforma en 32,93 % de eficiencia combustible-ruedas al incorporar pérdidas del generador, rectificador, inversor, motor y reductor; si toda la energía atraviesa un almacenamiento intermedio con rendimiento de ciclo de 92 %, el resultado disminuye a 30,29 %. La comparación con una ruta mecánica directa del ejemplo (32,90 %) resulta prácticamente equivalente: la diferencia de 0,03 puntos queda dentro de la incertidumbre de los supuestos, lo que indica que cualquier ventaja de la arquitectura serie depende del punto operativo y no de la electrificación por sí sola. Se concluye que la evaluación exige considerar recarga, estado de carga, demanda sostenida, emisiones y fronteras de medición equivalentes, evitando confundir autonomía ampliada con generación ilimitada o ausencia de combustión.
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References
- U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center. (s. f.). Hybrid electric vehicles. https://afdc.energy.gov/vehicles/electric-basics-hev
- U.S. Department of Energy, Alternative Fuels Data Center. (s. f.). Plug-in hybrid electric vehicles. https://afdc.energy.gov/vehicles/electric-basics-phev
- Mazda Motor Corporation. (2023, 13 de enero). Mazda reveals Mazda MX-30 e-Skyactiv R-EV in Europe. https://newsroom.mazda.com/en/publicity/release/2023/202301/230113a.html
- Nissan Motor Corporation. (s. f.). First generation e-POWER (e-POWER system). https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/E_POWER/ Véase también la explicación del fabricante sobre ausencia de recarga externa: Nissan Motor Corporation. (2026, 27 de mayo). One tank of fuel: what Nissan e-POWER technology can really do. https://www.nissan-global.com/EN/STORIES/RELEASES/nissan-qashqai-e-power-goes-the-distance/
- Brito, F. P., Martins, J., Lopes, F., Castro, C., Martins, L., & Moreira, A. L. N. (2020). Development and assessment of an over-expanded engine to be used as an efficiency-oriented range extender for electric vehicles. Energies, 13(2), 430. https://doi.org/10.3390/en13020430 Registro y resumen consultados: https://researchportal.ulisboa.pt/en/publications/development-and-assessment-of-an-over-expanded-engine-to-be-used-/
- Shah, R. M. R. A., McGordon, A., Rahman, M., Amor-Segan, M., & Jennings, P. (2021). Characterisation of micro turbine generator as a range extender using an automotive drive cycle for series hybrid electric vehicle application. Applied Thermal Engineering, 184, 116302. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.116302 Registro consultado: https://www.open-access.bcu.ac.uk/13521/ El repositorio registra publicación anticipada en línea en noviembre de 2020; el volumen corresponde a 2021.