“Estudio de pre-factibilidad para la electro-conversión de un vehículo de combustión interna basado en el análisis del ciclo de vida útil”

Abstract

En este trabajo se realiza un estudio de pre-factibilidad para electro-conversión de un automóvil sedán cuatro puertas de la Unidad de Transportes del Tecnológico de Costa Rica, basado en el análisis del ciclo de vida útil. Como primer paso se seleccionan los automóviles a estudiar, se realiza su caracterización técnica para proceder a realizar el análisis dinámico con el cual se establece la potencia requerida en el motor, para tener la capacidad de vencer escenarios de circulación como lo son velocidad máxima en carretera plana, aceleración en pendiente máxima además de aceleración en carretera llana. Una vez realizado el análisis de la dinámica longitudinal de cada automóvil, se procede a establecer los elementos electromecánicos, para cada sistema, de acuerdo con la nueva configuración del vehículo, los sistemas establecidos corresponden al de la propulsión eléctrica, energía, eléctrico, instrumentación, auxiliar y sistema de frenos. Se precisan los trámites legales, que se deben realizar para que el automóvil que se desea convertir a eléctrico pueda circular por vía pública, además de analizar los incentivos de los cuales gozaría por ser un vehículo impulsado por energía 100% eléctrica. Luego se establece la estructura de costos del proyecto, para esto se realiza el análisis del ciclo de vida útil, estableciendo como primer paso la inversión inicial relacionada con repuestos y mano de obra, seguidamente se hacen estimaciones del consumo energético anual y sus costos, además de proyecciones del derecho de circulación y la cuantificación de los gastos por revisión técnica esto para conocer los costos totales de operación, además se estiman las gastos relacionados con mantenimiento preventivo y correctivo. Finalmente, se determina, la rentabilidad económica de electro-conversión, a través de un modelo comparativo del ciclo de vida, donde se analizan tanto automóviles eléctricos como de combustión para así determinar la mejor opción de inversión.

In this work, a pre-feasibility study is carried out for the electro-conversion of a four-door sedan car from the Transport Unit of the Tecnologico de Costa Rica, based on the analysis of the life cycle. As the first step, the cars to be studied are selected, their technical characterization is carried out to proceed to perform the dynamic analysis with which the required power is established in the electric motor, to have the ability to overcome traffic scenarios such as on a flat road, acceleration on maximum slope and acceleration on flat road. Once the analysis of the longitudinal dynamics of each car has been carried out, the electromechanical requirements are established, for each system according to the new configuration of the vehicle, the established systems correspond to the electric propulsion, energy, electrical, instrumentation, auxiliary and brake system. The legal procedures are specified, which must be carried out so that the electro-converted car can circulate on public roads, in addition to analyzing the incentives that it would enjoy for being a vehicle powered by 100% electric energy. Then the cost structure of the project is established, for this the life cycle analysis is carried out, establishing as a first step the initial investment related to spare parts and labor, then estimates of annual energy consumption and its costs are made, in addition of projections of the right of movement and the quantification of the expenses by technical review, this to know the operating costs, also the expenses related to preventive maintenance and tire replacement are estimated. Finally, the economic profitability of electro-conversion is determined through a comparative life cycle model, where both electric and combustion cars are analyzed to determine the best investment option.