Curso de ingeniería de vehículos eléctricos

Lección 1 • Panorama General de la Arquitectura de un EV

Mapea los bloques funcionales de un EV completo: tren motriz, almacenamiento de energía, controles y auxiliares. Conecta los roles de los subsistemas con el rendimiento general del vehículo.

Lección 2 • Comparación de Tipos de Tren de Transmisión de EV

Contrasta las arquitecturas BEV, HEV, PHEV y FCEV según el flujo de energía y los conjuntos de componentes. Permite a los ingenieros seleccionar la plataforma adecuada para una aplicación determinada.

Lección 3 • Historia y Evolución de los EV

Rastrea el desarrollo de los EV desde los primeros prototipos hasta las plataformas modernas, estableciendo el contexto de la industria. Proporciona la base histórica necesaria para comprender las prioridades de ingeniería actuales.

Lección 1 • Formatos de Celda y Arquitectura de Paquetes

Cubre los formatos de celda cilíndricos, prismáticos y de bolsa, y su ensamblaje en módulos y paquetes. Vincula la geometría de la celda con el diseño estructural, térmico y eléctrico del paquete.

Lección 2 • Químicas de Celdas de Iones de Litio

Compara las químicas NMC, LFP, NCA y de estado sólido según la densidad de energía, el ciclo de vida y la seguridad. Capacita a los ingenieros para adecuar la química a los requisitos del vehículo.

Lección 3 • Principios Electroquímicos de las Baterías

Explica las reacciones de oxidación-reducción, el transporte de iones y la química de electrodos que rigen el funcionamiento de la celda. Fundamenta el análisis posterior a nivel de paquete en la electroquímica básica.

Lección 4 • Seguridad de la Batería y Modos de Falla

Analiza el descontrol térmico, el crecimiento de dendritas y los escenarios de abuso mecánico con estrategias de mitigación. Prepara a los ingenieros para diseñar paquetes que cumplan con los requisitos de seguridad funcional.

Lección 1 • Validación y Pruebas del BMS

Describe los procedimientos de pruebas hardware-in-the-loop, inyección de fallas y validación en campo para el software del BMS. Asegura que los ingenieros puedan verificar el rendimiento del BMS frente a los objetivos de seguridad funcional.

Lección 2 • Técnicas de Balanceo de Celdas

Compara topologías de balanceo pasivo y activo para igualar los voltajes de las celdas en un paquete. Demuestra cómo la estrategia de balanceo afecta la eficiencia y la capacidad utilizable.

Lección 3 • Comunicación e Integración del BMS

Detalla los protocolos de bus CAN, LIN y SPI aislado utilizados para conectar el BMS a los sistemas del vehículo. Prepara a los ingenieros para integrar los datos del BMS en el control del tren motriz y la carga.

Lección 4 • Algoritmos de Estimación de Estado

Cubre la estimación de SOC, SOH y SOE mediante conteo de Coulomb, consulta de OCV y filtrado de Kalman. Conecta la precisión del algoritmo con la predicción de autonomía y la longevidad del paquete.

Lección 1 • Estrategias de Control de Motores

Detalla los algoritmos de control orientado de campo y control directo de par para una regulación precisa del par y la velocidad. Prepara a los ingenieros para implementar y ajustar controladores de motor en aplicaciones reales.

Lección 2 • Convertidores DC-DC y Cargadores a Bordo

Cubre los convertidores DC-DC bidireccionales y las topologías de OBC que gestionan los niveles de voltaje y la potencia de carga. Integra el conocimiento de electrónica de potencia en la arquitectura eléctrica completa del EV.

Lección 3 • Tipos y Principios de Motores de Tracción

Compara los motores PMSM, BLDC, de inducción y de reluctancia conmutada según sus características de par-velocidad. Establece la base electromagnética para las decisiones de selección de motores.

Lección 4 • Diseño y Dimensionamiento de Motores

Cubre el devanado del estator, la geometría del rotor, la integración de enfriamiento y las potencias nominales pico frente a continuas. Vincula los parámetros de diseño con los objetivos de aceleración y capacidad de ascenso del vehículo.

Lección 1 • Enfriamiento de Motor e Inversor

Cubre camisas de agua-glicol, rociado de aceite y diseños de disipadores de calor para el control térmico del motor e inversor. Asegura que los ingenieros puedan mantener las temperaturas de los componentes dentro de los límites operativos seguros.

Lección 2 • Modelado de Sistema Térmico Integrado

Construye modelos de parámetros concentrados y redes térmicas 1D para simular las interacciones térmicas del vehículo completo. Permite la optimización a nivel de sistema antes de la creación de prototipos físicos.

Lección 3 • Sistemas HVAC de Cabina y Bomba de Calor

Analiza los ciclos de compresión de vapor y bomba de calor utilizados para la climatización de la cabina con un impacto mínimo en la autonomía. Integra las cargas térmicas de la cabina en el presupuesto energético total del vehículo.

Lección 4 • Gestión Térmica de la Batería

Compara estrategias de enfriamiento y calentamiento de baterías por aire, líquido y refrigerante para lograr uniformidad de temperatura. Conecta la calidad de la gestión térmica con la vida útil de la batería y la capacidad de carga rápida.

Lección 1 • Protocolos de Comunicación de Carga

Cubre los protocolos de señal piloto, comunicación basada en PLC e inalámbrica entre el EV y el equipo de carga. Permite a los ingenieros implementar sistemas de control de carga interoperables.

Lección 2 • Niveles y Estándares de Carga

Define la carga de Nivel 1, Nivel 2 y carga rápida en DC por niveles de potencia, tipos de conectores y casos de uso. Proporciona el marco normativo y técnico para el diseño del sistema de carga.

Lección 3 • Arquitectura de Carga Rápida en DC

Explica las topologías de cargadores externos, el diseño del gabinete de potencia y la gestión térmica para carga de alta potencia en DC. Prepara a los ingenieros para especificar y evaluar el hardware de estaciones de carga rápida.

Lección 4 • Vehicle-to-Grid y Carga Inteligente

Analiza las estrategias de carga V2G, V2H y de respuesta a la demanda, y su impacto en la red y la batería. Posiciona a los ingenieros para diseñar sistemas de carga bidireccional para la gestión de energía.

Lección 1 • Estrategias de Gestión de Energía

Cubre la gestión de energía basada en reglas y en optimización para maximizar la eficiencia y la autonomía. Conecta el diseño de la estrategia de control con el rendimiento en ciclos de conducción reales.

Lección 2 • Arquitectura de la Unidad de Control del Vehículo

Define el hardware de la VCU, las capas de software y los requisitos del sistema operativo en tiempo real para la coordinación del tren motriz del EV. Establece el marco del sistema de control utilizado en todo el capítulo.

Lección 3 • Seguridad Funcional para Controles de EV

Aplica el análisis de peligros, la asignación de ASIL y el diseño de mecanismos de seguridad al software de control de EV. Prepara a los ingenieros para desarrollar sistemas de control conformes con ISO 26262.

Lección 4 • Control de Frenado Regenerativo

Detalla los algoritmos de frenado combinado que coordinan el frenado hidráulico y regenerativo para la estabilidad y recuperación de energía. Integra las restricciones del freno por cable y ABS en el diseño del control de regeneración.

Lección 1 • Pruebas de Durabilidad y Fin de Vida Útil

Describe los protocolos de envejecimiento acelerado, vibración y corrosión para la aprobación de durabilidad del tren motriz de EV. Asegura que el tren motriz cumpla con los objetivos de confiabilidad de vida útil antes del lanzamiento a producción.

Lección 2 • Validación de Rendimiento a Nivel de Vehículo

Define los procedimientos de prueba de autonomía, aceleración, capacidad de ascenso y eficiencia en pistas de prueba y vías públicas. Confirma que el tren motriz integrado cumple con todos los objetivos a nivel de vehículo.

Lección 3 • Métodos de Prueba a Nivel de Componente

Detalla las pruebas en dinamómetro, calorímetro y cámara climática para motores, inversores y paquetes de baterías. Establece los métodos de prueba utilizados antes de la integración a nivel de sistema.

Lección 4 • Integración del Tren Motriz en Banco de Pruebas

Cubre las configuraciones hardware-in-the-loop y de banco de tren motriz completo para la validación del sistema integrado. Conecta los resultados de las pruebas de componentes con la verificación del rendimiento a nivel de vehículo.