Experimental Study on Using Biodiesel in Hybrid Electric Vehicles

Resumen

Los vehículos eléctricos híbridos (HEV) son esenciales en la industria automotriz. Combinar la propulsión eléctrica con biocombustibles para alimentar el motor eléctrico y el motor de combustión interna ofrece un enorme potencial para reducir el consumo de combustible y las emisiones contaminantes. Sin embargo, para operar de manera eficiente, los HEV requieren un sistema de gestión de energía (EMS) que decida si el vehículo es propulsado por el motor de combustión o el motor eléctrico, mientras gestiona la generación de energía y el estado de carga de la batería.

Este trabajo analiza el uso de biodiésel como combustible en vehículos eléctricos híbridos. Para ello, se determinó experimentalmente el comportamiento mecánico de un motor diésel utilizando una mezcla B10 para evaluar su potencia, par, emisiones y comportamiento operativo, como temperaturas y presiones. El motor empleado fue un cuatro tiempos de 2.5 L con 131 hp a 3600 rpm, para completar el mapa de eficiencia considerando potencia, par y combustión. Finalmente, se propone una estrategia de gestión de energía basada en un mapa de eficiencia.

Los resultados muestran que es posible utilizar un rango específico de operación del motor de combustión con máxima eficiencia, mientras se mantiene un estado de carga (SOC) óptimo de la batería.

Importancia en la descarbonización del transporte

1. Reducción de emisiones
   Al combinar electricidad con biodiésel (B10), se disminuye el uso de combustibles fósiles puros, reduciendo las emisiones netas de CO₂ y otros contaminantes. Esto contribuye directamente a los objetivos de neutralidad de carbono en el transporte.

2. Eficiencia energética optimizada
   El uso de un EMS que seleccione automáticamente el modo de operación más eficiente garantiza que el motor de combustión solo funcione en condiciones óptimas, disminuyendo el consumo de combustible y aumentando la eficiencia total del sistema.

3. Flexibilidad tecnológica en la transición energética
   Esta estrategia permite una transición gradual hacia la electrificación total, manteniendo la autonomía y reduciendo la dependencia exclusiva de estaciones de carga, lo cual es clave en regiones donde la infraestructura eléctrica aún es limitada.

4. Aprovechamiento de biocombustibles sostenibles
   El biodiésel utilizado puede provenir de fuentes renovables como aceites vegetales reciclados o grasas animales, integrando economía circular en la cadena de suministro del transporte.