Yamaha Corporation y Sumitomo Corporation Power & Mobility Co. Ltd., han demostrado conjuntamente un nuevo sistema de recuperación de calor residual basado en la tecnología del generador termoeléctrico (en adelante, TEG), que genera energía eléctrica a través del calor de los gases de escape y que ha demostrado reducir las emisiones de CO2 durante las pruebas del vehículo en un dinamómetro de chasis (en adelante, esta prueba de demostración). La unidad TEG, que se instala en una parte del sistema de escape del vehículo, puede reducir las emisiones de CO2 tras la reducción de la carga del alternador conseguida al generar energía eléctrica a partir de los gases de escape residuales no utilizados y también por el calentamiento temprano del motor mediante el refrigerante calentado a través de la unidad TEG en el arranque del motor.

En esta prueba de demostración se instaló la unidad TEG en un vehículo de pruebas y se midió la potencia eléctrica generada por la unidad TEG y las emisiones de CO2 en un dinamómetro de chasis. Gracias a la unidad TEG, se redujo un 1,9% de las emisiones de CO2 (es decir, 3,9 g/km) en todo el ciclo de conducción europeo WLTP. Tras este resultado, el beneficio potencial de la unidad TEG se estimó en un 3,1% de reducción de CO2 (es decir, 6,4 g/km) mediante una mayor optimización de la instalación de la unidad TEG en el vehículo.

Esquema de la prueba de demostración: Esta prueba de demostración se encargó a FEV Europe GmbH (sede central: Aquisgrán, Alemania). Se instaló un sistema compuesto por la unidad TEG y el convertidor CC/CC en un vehículo de prueba y esta prueba de demostración se realizó en un dinamómetro de chasis. Los detalles de la prueba de demostración son los siguientes.

Vehículo de prueba: Jaguar F-PACE (motor de gasolina turboalimentado de 2,0 L, SUV). Configuración de la unidad TEG: La unidad TEG consta de cuatro módulos TEG YGPX024, dos intercambiadores de calor para los gases de escape y tres intercambiadores de calor para el circuito de refrigeración por agua apilados. Con una estructura y un método de fabricación propios, el YGPX024 tiene la mayor producción del mundo y ofrece una fiabilidad adecuada para las aplicaciones de automoción.

Esquema de la instalación de la unidad TEG en un vehículo: La unidad TEG se instaló en el tubo de escape a la salida del catalizador. El circuito principal de refrigeración del motor se ramificó y se extendió hasta la unidad TEG. La bomba de agua existente en el vehículo se utilizó para suministrar refrigerante a la unidad TEG.

En paralelo con el alternador existente, la unidad TEG se conectó directamente a una batería de 12 V existente a través de un convertidor CC-CD con función de seguimiento del punto de máxima potencia, lo que permitió que la unidad funcionara de forma óptima y obtuviera energía eléctrica de forma eficiente. No se utilizó ningún equipo externo para esta prueba, debido a la importancia de evaluar el beneficio real para el vehículo. Método de evaluación: Esta prueba de demostración se realizó en base a diferentes ciclos de prueba como el ciclo de conducción europeo WLTP (incl.

Fase 4), el ciclo de conducción US06 y el ciclo de conducción en estado estacionario. Durante las pruebas en un dinamómetro de chasis, se midieron las emisiones de CO2 y la producción eléctrica generada por la unidad TEG para evaluar el efecto de la unidad TEG. Resultado de la prueba: La reducción de CO2 y la producción eléctrica de la unidad TEG se resumen como sigue.

Ciclo de conducción europeo WLTP; reducción de CO2: 1,9% (3,9 g/km); Salida eléctrica máxima: 165 W; Salida eléctrica media en el modo de conducción US06: 97 W; Ciclo de conducción en estado estacionario a 2.000 rpm (para el vehículo eléctrico de autonomía extendida y el vehículo híbrido en serie) potencia eléctrica 195 W, equivalente al 40% de la potencia generada por el alternador. Durante esta prueba de demostración, hubo notables restricciones de instalación para la unidad TEG, y la temperatura de los gases en el tubo de entrada del escape no pudo alcanzar el valor objetivo.

Por lo tanto, se llevó a cabo una prueba adicional en la que se alcanzó la temperatura objetivo de los gases, y basándose en el resultado de la prueba, el análisis mostró una reducción máxima de las emisiones de CO2 del 3,1% (6,4 g/km) al optimizar la instalación del vehículo de la unidad TEG.