Chapter 4 Understanding CAPTCHA-Solving Services in an Economic Con-
4.4 Workforce
El desarrollo de las pilas de combustible hecho por Volkswagen se remonta a 1997, cuando apostaron por un modelo de pila de combustible basado en el diseño del Golf. Tenía una potencia de 20KW, cuatro años más tarde fue el turno del “Bora” basado en el modelo del Jetta, fue el primer vehículo de la gama “Hymotion”.
MODELO Volkswagen Bora HyMotion (2000)
Longitud 4,376 m
Altura 1,446 m
Peso 1300 Kg
Autonomía 350 km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 75 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Depósito de hidrógeno líquido de 50 L Presión de almacenamiento del
hidrógeno
-
Potencia auxiliar -
Par máximo 240 Nm
Potencia del motor eléctrico 75 KW
Tabla 9. Especificaciones VW Bora HyMotion. [19]
Figura 25. VW Bora Hymotion. [19]
En 2004 Volkswagen introdujo varias novedades en su modelo de Touran. Esta vez apostaron por hidrógeno gas comprimido en lugar de líquido, además; instalaron un batería de níquel para que el coche tuviera una mejor respuesta a una aceleración. En operación normal la pila de combustible carga la batería, pero también puede cargarse mediante la energía de la frenada.
MODELO Volkswagen Touran HyMotion (2004)
Longitud 4,405 m Altura 1,635 m Peso 1526 Kg Velocidad máxima 140 Km/h Autonomía 161 km Aceleración 0-100 Km/h 14 segundos
Potencia de la pila de combustible 80 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Depósito de hidrógeno gas comprimido de 1,9 kg
Presión de almacenamiento del hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de níquel de 1,9KWh
Par máximo 240 Nm
Tabla 10. VW Touran HyMotion 2004. [19], [45]
Figura 26. VW Touran HyMotion 2004. [45]
En 2008 Volkswagen presentó el Tiguan HyMotion con la pila de combustible en el compartimento donde suele ir el motor de combustión, es decir debajo del capó. Este modelo es más pesado que el anterior, sin embargo la aceleración y la velocidad son prácticamente los mismos, y el par máximo es menor. La presión de almacenamiento es mayor que el Touran y la misma que los mismos modelos del resto de fabricantes por lo que la autonomía es claramente mayor.
MODELO Volkswagen Tiguan HyMotion (2008)
Longitud 4,400 m Altura 1,686 m Peso 1700Kg Velocidad máxima 150 Km/h Autonomía 230 km Aceleración 0-100 Km/h 14 segundos
Potencia de la pila de combustible 80KW o 100 KW combinada con la batería Sistema almacenamiento del hidrógeno Depósito de hidrógeno gas comprimido
de 3,2 kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de litio
Par máximo 220 Nm
Potencia del motor eléctrico 100 KW
Figura 27. VW Tiguan HyMotion 2008. [19]
3.1.4 Fiat
El Fiat Panda de pila de combustible del año 2006 no lleva instalada ninguna batería. La pila de combustible le proporciona toda la potencia que necesita el motor de alterna de tres fases que le permite al coche alcanzar los 130Km/h. El motor eléctrico y la transmisión se encuentran en el compartimento donde normalmente va el motor de combustión. El hidrógeno se almacena a 350 bar en un depósito de material
compuesto instalado debajo del suelo. La reducción del espacio sigue permitiendo que vayan 4 personas en el coche.
MODELO Fiat Panda (2006)
Longitud 3,538 m Altura 1,590 m Peso 1365 Kg Velocidad máxima 130 Km/h Autonomía 200 km Aceleración 0-100 Km/h 10 segundos
Potencia de la pila de combustible 60 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Hidrógeno gas comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar -
Par máximo
Potencia del motor eléctrico 60 KW
Figura 28. Fiat Panda. [20]
3.1.5 Audi
El coche de pila de combustible desarrollado por Audi llamado A2H2 es un pequeño coche deportivo. Utiliza una pila de combustible y un motor eléctrico de 66 KW que alcanza un par motor de 425 Nm, que lo pueden proporcionar conjuntamente la pula de combustible y la batería de Níquel de 38KW. Con la combinación de los dos el Audi A2H2 tiene una potencia pico durante periodos cortos de tiempo de 110KW. Utiliza la energía cinética de la frenada para recargar la batería. [20]
MODELO Audi A2H2(2004)
Longitud 3,826 m
Altura 1,553 m
Peso 1100 Kg
Velocidad máxima 175 Km/h
Autonomía 220 km
Aceleración 0-60 Km/h 10 segundos sin batería
Potencia de la pila de combustible 66KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Hidrógeno gas comprimido, 1,8Kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de NiMH de 38KW
Par máximo 425Nm
Potencia del motor eléctrico 66 KW
Figura 29. Audi A2H2. [21]
El segundo prototipo de vehículo de hidrógeno desarrollado por Audi es el Q5. Como en la mayoría de los fabricantes las mejoras de este vehículo han consistido en el almacenamiento del hidrógeno para aumentar la autonomía. Presenta una peculiaridad, tiene dos motores eléctricos colocados en las ruedas delanteras que proporcionan una potencia combinada de 90Kw y par de 420Nm.
MODELO Audi Q5 FCEV(2009)
Longitud 4,63 m Altura 1,65 m Peso Velocidad máxima Autonomía Aceleración 0-60 Km/h
Potencia de la pila de combustible 98KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Dos tanques Hidrógeno gas comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de Litio de 1.3 KWh
Par máximo 420 Nm
Potencia del motor eléctrico 90 KW
Figura 30. Audi Q5 FCEV. [22]
3.1.6 Mercedes-Daimler
Los esfuerzos de esta compañía por el coche de hidrógeno empezaron en 1993.
Durante la década de los 1990s realizaron varios prototipos de la Serie NECAR basados en el Clase-A. El NECAR 1 y 2 utilizaron hidrógeno comprimido y el NECAR 3 y 4
optaron por hidrógeno líquido. El último de este tipo fue el NECAR 4 que llevaba instalado en el maletero un depósito cilíndrico de 5 kg de hidrógeno líquido a -253 .
MODELO NECAR 4 (1999) Longitud 3,785 m Altura 1,615 m Peso 1600Kg aprox. Velocidad máxima 145Km/h Autonomía 450Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 70KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Hidrógeno líquido a -253 Presión de almacenamiento del
hidrógeno Potencia auxiliar
Par máximo
Potencia del motor eléctrico 55 KW
Figura 30. NECAR 4 1999. [49]
En el año 2002 lanzaron otro modelo de clase-A y más recientemente el clase B del año 2010. Durante tantos años de investigación Mercedes ha mejorado muchos aspectos del modelo del 2002. El motor eléctrico del Mercedes clase B genera 100 Kw de potencia, que son 35 Kw más que el modelo anterior. Debido a la disminución en el consumo de hidrógeno y al incremento de la capacidad de almacenaje de hidrógeno. La autonomía se en el clase B de 400 Km. El modelo del 2010 es al igual que el del 2002 un coche híbrido, utilizan una batería que les sirve para arrancar el vehículo y durante los periodos de aceleración del vehículo. La batería es recargable por la pila de
combustible y por la energía cinética de la frenada. [23]
MODELO Mercedes Clase-A (2002)
Longitud 3,785 m Altura 1,615 m Peso 1400Kg aprox. Velocidad máxima 140 Km/h Autonomía 160 Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 85KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Hidrógeno gas comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de NiMh de 20 KW
Par máximo 210 Nm
Potencia del motor eléctrico 65 KW
Figura 31. Mercedes Clase-A 2002. [23]
MODELO Mercedes Clase-B (2010)
Longitud 3,840 m Altura 1,593 m Peso 1400Kg aprox. Velocidad máxima 180 Km/h Autonomía 400 Km Aceleración 0-60 Km/h
Potencia de la pila de combustible 90 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tres tanques de hidrógeno gas comprimido de 3,8 kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de NiMh de 1,4 KWh
Par máximo 320 Nm
Potencia del motor eléctrico 65 KW
3.1.7 Mitsubishi
El esfuerzo conjunto de Mitsubishi y Daimler-Chrysler dió como resultado el desarrollo del modelo “Grandis” del 2003 movido por pila de combustible. Este vehículo es un prototipo y aún posee mucho potencial de mejora sobretodo en cuanto a autonomía, que se encuentra lejos de poder competir con uno de combustión interna. Este
programa tuvo el apoyo del Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón. El proyecto tiene como objetivo llevar hasta la fase de comercialización la pila de
combustible.
El sistema de propulsión consiste en una célula de pila de combustible y una fuente de energía supletoria, una batería de NiMH. El hidrógeno se guarda comprimido en varios tanques con una capacidad total de 117 Litros. [25]
Figura 33. Mitsubishi Grandis FCV. [25]
MODELO Mitsubishi Grandis FCV (2003)
Longitud 4,755 m Altura 1,690 m Peso 2000 Kg Velocidad máxima 140 Km/h Autonomía 150 Km Aceleración 0-60 Km/h
Potencia de la pila de combustible 68KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido de 117L
Presión de almacenamiento del hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de NiMh
Potencia del motor eléctrico 65 KW
Tabla 18. Especificaciones Mitsubishi Grandis FCV. [26]
3.1.8 Toyota
Toyota comenzó a trabajar con los FCHV (“Fuel cell hibrid vehicles”) en 1992 con el desarrollo de sus propias celdas de combustible de hidrógeno y los depósitos de
almacenamiento de hidrógeno en sus instalaciones. La empresa aplica su tecnología de conducción híbrida al desarrollo de los FCHV sustituyendo los motores de gasolina por celdas de combustible y sus pilas de combustible presentan mejor rendimiento como ya se vió. El primer vehículo con celdas de combustible del mundo, el Toyota FCHV, se lanzó al mercado en 2002 y obtuvo la certificación en 2005.
La siguiente generación de vehículo híbrido con celdas de combustible, el FCHV-adv, que contaba con una pila FC de Toyota totalmente renovada y de alto rendimiento, obtuvo la certificación del Ministerio japonés de Territorio, Infraestructuras y Transporte el 3 de junio de 2008.
La eficiencia en el consumo de combustible del Toyota FCHV-adv se ha incrementado en un 25 % gracias al uso de los depósitos de almacenamiento de hidrógeno a alta presión de 700 bar desarrollados por Toyota. Además, este modelo cuenta con una autonomía a velocidad constante de aproximadamente 830 km. El Toyota FCHV-adv es capaz de arrancar incluso a -30 ºC, lo que mejora enormemente su rendimiento en climas fríos. [27]
A velocidades bajas el coche puede funcionar solo con la batería hasta 50 Km. Pero cuando acelera o para velocidades mayores tanto la batería como la pila de
combustible funcionan juntas. La batería se puede recargar cuando el coche frena. [27]
MODELO Toyota FCHV (2002) Longitud 4,735 m Altura 1,685 m Peso 1880 Kg Velocidad máxima 155 Km/h Autonomía 330 Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 90KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de Níquel
Par máximo 260 Nm
Potencia del motor eléctrico 90 KW
Figura 34. Toyota FCHV 2002. [28]
MODELO Toyota FCHV-adv (2008)
Longitud 4,735 m Altura 1,685 m Peso 1880 Kg Velocidad máxima 155 Km/h Autonomía 760 Km Aceleración 0-100 Km/h 11 segundos
Potencia de la pila de combustible 90KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido de 156 L
Presión de almacenamiento del hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de Níquel
Par máximo 260 Nm
Potencia del motor eléctrico 90 KW
3.1.9 Suzuki
El modelo SX4-FCV desarrollado en 2008 es hasta la fecha el único vehículo de pila de combustible de la compañía nipona. Posee una pila de combustible propiedad de General Motors. Cuenta con un depósito de hidrógeno comprimido a 700 bar, propio de los coches de pila de combustible de su generación.
MODELO Suzuki SX4-FCV (2008) Longitud 4,190 m Altura 1,585 m Peso 1350 Kg Velocidad máxima 150 Km/h Autonomía 250 Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 80 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Supercondensador
Par máximo 230 Nm
Potencia del motor eléctrico 68 KW
Tabla 21. Especificaciones Suzuki SX4-FCV. [30]
Figura 36. Suzuki SX4-FCV 2008. [31]
3.1.10 Hyundai
En 1998 Hyundai estableció su primera unidad de pila de combustible. En el año 2000 desarrollaron el primer vehículo de esta tecnología, basado en el modelo Santa Fe. En 2003 empezaron el proyecto “Polaris”, consistía en el desarrollo y mejora del coche de pila de combustible sin depender de ningún otro fabricante. [31]
En 2005 Hyundai sacó al mercado su coche de pila de combustible de segunda generación, creado a partir del modelo Tucson. Incluyó mejoras prácticamente en todos los aspectos respecto al modelo Santa Fe. La pila de combustible del modelo del 2005 se encuentra en el capó delantero, mientras que en el Santa Fe estaba debajo del suelo. El Tucson también posee mayor autonomía, 300 km; gracias a su depósito de hidrógeno de 152 litros, en el anterior modelo era solo de 72 litros. Es también un poco más ligero y tiene 5 KW más de potencia gracias al cual logra picos de potencia de hasta 80 KW. También la velocidad máxima es mayor en el Tucson, 150Km/h frente a los 124km/h del Santa fe. [32]
MODELO Hyundai Tucson FCEV (2005)
Longitud 4,325 m Altura 1,730 m Peso 1462 Kg Velocidad máxima 150 Km/h Autonomía 300 Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 80 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido de 152 litros
Presión de almacenamiento del hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Par máximo
Potencia del motor eléctrico 80KW
Tabla 22. Especificaciones Hyundai Tucson FCEV. [33]
En el año 2007 introdujeron en el modelo Tucson del 2005 varias mejoras que
permitieron al vehículo desarrollar una potencia de hasta 100 KW y una autonomía de 320 Km. En el año 2010 el vehículo en el cual instalarían un sistema de pila de
combustible fue el ix35. La autonomía de este modelo alcanzó los 560 Km.
MODELO Hyundai Tucson Ix35 SUV (2010)
Longitud 4,719 m Altura 1,670 m Peso Velocidad máxima 160 Km/h Autonomía 560 Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 100 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno 2 Tanques de hidrógeno gas comprimido de 5,6 Kg
Presión de almacenamiento del hidrógeno
350 bar
Potencia auxiliar Batería de litio de 21 KW
Par máximo 300 Nm
Potencia del motor eléctrico 100 KW
Tabla 23. Especificaciones Hyundai Tucson ix35 SUV 2010. [34]
Figura 38. Hyundai Tucson ix35 SUV 2010. [34]
En 2013 Hyundai logra que su coche de pila de combustible basado en el ix35 se convierta en el primer vehículo de esta tecnología en producirse en serie. La compañía coreana tiene en mente producir 1000 unidades de este vehículo en 2015 y 10,000 más en los próximos años. [32]
Km. Hyundai está desarrollando este vehículo junto con el “London Hydrogen Project” y otras instituciones para crear infraestructuras de repostaje de hidrógeno. [32]
MODELO Hyundai Tucson Ix35 SUV (2013)
Longitud 4,410 m Altura 1,650 m Peso 2290Kg Velocidad máxima 160 Km/h Autonomía 594 Km Aceleración 0-100 Km/h 12,5 segundos
Potencia de la pila de combustible 100 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno gas comprimido de 5,64 Kg
Presión de almacenamiento del hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de litio de 24KW
Par máximo 300 Nm/1000 rpm
Potencia del motor eléctrico 100 KW
Tabla 24. Especificaciones Hyundai ix35 SUV 2013. [35]
Figura 39. Hyundai Tucson ix35 SUV 2013. [35]
3.1.11 Chevrolet
El primer prototipo de coche de hidrógeno diseñado por General Motors, además del HydroGen3 fue el Hy-Wire, del mismo año; cuyas especificaciones se encuentran en la siguiente tabla. La pila de combustible consiste en 200 celdas conectadas en serie que proporcionan una tensión de entre 125V y 200V. EL hidrógeno se almacena en tres
depósitos que contienen un total de 2 Kg. El peso de estos tres depósitos es de 75 Kg. [40] MODELO GM Hy-Wire (2003) Longitud 4,300 m Altura Peso 1898 Kg Velocidad máxima 160 Km/h Autonomía 200Km Aceleración 0-100 Km/h
Potencia de la pila de combustible 125V-200V/94KW hasta 129KW Sistema almacenamiento del hidrógeno Tres Tanques de hidrógeno gas
comprimido de 2Kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
350bar
Potencia auxiliar
Par máximo 215Nm
Potencia del motor eléctrico 250V-380V/60KW
Tabla 25. Especificaciones GM Hy-Wire. [40]
Figura 40. GM Hy-wire 2003. [40]
El chevrolet Sequel del año 2005 utiliza una pila de combustible de cuarta generación desarrollada por el grupo General Motors y Opel. La pila de combustible del Sequel tiene un rango de potencia de 73 KW y una fuente secundaria de energía, una batería de litio de 65 KW. Posee un motor eléctrico de 65KW en las ruedas delanteras y un motor eléctrico para cada una de las ruedas traseras de 25KW cada uno, lo que otorga una potencia de tracción total de 115KW.
El Sequel contiene 8 Kg de hidrógeno comprimido almacenados en tres tanques cilíndricos de material compuesto a 700 bar. Este depósito permite al Sequel recorrer hasta 480Km sin necesidad de repostar. [36]
MODELO Chevrolet Sequel (2005) Longitud 4,994 m Altura Peso 2070 Kg Velocidad máxima 145 Km/h Autonomía 480 Km Aceleración 0-100 Km/h 10 segundos
Potencia de la pila de combustible 73 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tres Tanques de hidrógeno gas comprimido de 8 Kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de litio
Par máximo
Potencia del motor eléctrico 115 KW
Tabla 26.Especificaciones Chevrolet Sequel 2005. [36]
Figura 41. Chevrolet Sequel 2005. [36]
Chevrolet desarrolló su segundo coche de pila de combustible unos años después del Sequel. El sistema de almacenamiento de hidrógeno es diferente, tiene menos capacidad lo que le da un rango de kilómetros recorridos sin repostar. Utiliza al igual que el Sequel una pila de combustible de cuarta generación. Esta célula tiene una vida operativa de 2 años y medio y puede recorrer con ella hasta 80,000 Km. Permite arranque en frío hasta -25 grados y en un ambiente cálido de hasta 45 grados. [36]
MODELO Chevrolet Equinox (2006) Longitud 4,796 m Altura Peso 2010 Kg Velocidad máxima 160 Km/h Autonomía 320 Km Aceleración 0-100 Km/h 12 segundos
Potencia de la pila de combustible 93 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tres Tanques de hidrógeno gas comprimido de 4,2Kg Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Batería de NiMh de 35 KW
Par máximo 320 Nm
Potencia del motor eléctrico 73KW y picos de 94KW
Tabla 27. Especificacines Chevrolet Equinox 2006. [37]
Figura 42. Chevrolet Equinox 2006. [37]
3.1.12 Kia
Kia desarrolló su primer coche de pila de combustible en el 2006 con el Kia Sportage FCEV, dos años más tarde lanzaría otro prototipo basado en el modelo del Kia Borrego. La pila de combustible que utiliza es capaz de dar 115KW de potencia. Utiliza un
supercondensador de 450V y 100KW como fuente de energía supletoria. El motor eléctrico que emplea es de 109KW y se encuentra en la parte delantera del vehículo. La combinación de la pila de combustible y de los supercondensadores el Kia Borrego es capaz de arrancar a temperaturas de -30 grados. El Kia Borrego al igual que la mayoría de los prototipos de vehículos de pila de combustible aprovecha la energía cinética de la frenada para recuperar energía. Lo que le permite una aceleración de 0 a 100Km/h en 12,8 segundos.
El consumo del Kia Borrego se estima en 5,23 litros de hidrógeno cada 100 Km. [38]
MODELO Kia Borrego FCEV (2008)
Longitud 4,879 m Altura 1,811 m Peso 1926 Kg Velocidad máxima 160 Km/h Autonomía 686 Km Aceleración 0-100 Km/h 12,8 segundos
Potencia de la pila de combustible 115 KW
Sistema almacenamiento del hidrógeno Tanques de hidrógeno comprimido Presión de almacenamiento del
hidrógeno
700 bar
Potencia auxiliar Supercondesador 450 V/100 KW
Par máximo
Potencia del motor eléctrico 109 KW
Tabla 28. Especificaciones Kia Borrego FCEV. [38]
Figura 43. Kia Borrego FCEV. [38]
3.1.13 Peugeot
El Peugeot H2Origin fue el resultado de tres años de investigación entre las compañías Peugeot y Citroen. “British company Intelligent Energy” fue la encargada de
suministrar a este vehículo la pila de combustible. Este modelo de coche eléctrico anteriormente era impulsado solamente con una batería, lo que le permitía recorrer 100km sin necesidad de recarga. Con la pila de combustible y un depósito de 350 bar