¿Alguna vez te has preguntado sobre la propulsión de un vehículo eléctrico (VE)? Vamos a echar un vistazo detallado a su funcionamiento.
Cuando el conductor de un vehículo eléctrico presiona el acelerador, la batería del coche envía electricidad al estator, forzando al rotor a moverse y, como resultado, proporcionando energía mecánica para hacer girar los engranajes del coche. Cuando los engranajes giran, las ruedas también lo hacen. Todo esto ocurre en un abrir y cerrar de ojos, sin el uso de combustibles fósiles.
¿Qué tipo de motor se utiliza en los vehículos eléctricos?
Motores de CA y CC en los vehículos eléctricos
Existen dos tipos de corriente eléctrica: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). La corriente continua, como su nombre indica, es cuando una carga eléctrica fluye en una sola dirección, mientras que la corriente alterna invierte su dirección de forma alterna.
Los motores de corriente continua se pueden encontrar en un vehículo eléctrico, pero solo como pequeños micromotores utilizados para cosas como los limpiaparabrisas y las ventanas eléctricas, no para operar el vehículo en sí. La tracción de un vehículo eléctrico es proporcionada por un motor de corriente alterna.
Motores eléctricos asincrónicos vs sincrónicos
Para generar tracción en un vehículo eléctrico, se utilizan dos tipos de motores eléctricos de CA: asincrónico (también conocido como de inducción) y sincrónico.
En un motor asincrónico, o de inducción, el rotor es arrastrado a girar, intentando continuamente «alcanzar» el campo magnético giratorio del estator. Este tipo de motor de coche eléctrico es conocido por su alta potencia de salida y es ampliamente utilizado en automóviles.
En contraste, en un motor sincrónico, el rotor gira a la misma velocidad que el campo magnético. Este motor produce mucho par a baja velocidad, lo que lo hace perfecto para la conducción urbana. Otra ventaja es su tamaño reducido: los motores sincrónicos para coches eléctricos pueden ser pequeños y ligeros.
¿De dónde obtiene su energía el motor eléctrico?
La electricidad requerida por su motor de coche eléctrico asincrónico o sincrónico debe pasar por varias etapas antes de llegar a su destino final como tracción.
No se debe confundir los motores eléctricos de corriente alterna de los coches eléctricos con otros tipos de eléctricos, que pueden utilizar corriente alterna o continua dependiendo de si se enchufan a la red o a un tipo específico de estación de carga. Mientras que el motor de su coche eléctrico funciona con corriente alterna (CA), la batería requiere corriente continua (CC). Por lo tanto, se requiere una conversión de corriente alterna a continua, ya sea a bordo o fuera del vehículo.
La energía de la red es siempre corriente alterna (CA). Esta se envía a través del cargador a bordo de su coche eléctrico (piense en él como un convertidor de CA a CC), que suministra energía a la batería. Sin embargo, las estaciones de carga rápida encontradas en autopistas, estacionamientos y calles de la ciudad realizan el proceso de conversión de CA a CC, asegurando que la energía para la batería llegue directamente al automóvil como corriente continua. Son más rápidas que las tomas de corriente alterna, pero ocupan significativamente más espacio.
¿Cómo convierte entonces el coche la CC en CA para su motor? Utilizando un inversor, un dispositivo en el tren motriz.
El tren motriz del vehículo eléctrico
El motor eléctrico es solo un componente del tren motriz en un vehículo eléctrico. El Controlador Electrónico de Potencia (PEC, por sus siglas en inglés) controla la electrónica que gestiona el suministro de energía del motor y la carga de la batería, así como el motor de engranajes, que modula el par (fuerza de giro) y la velocidad de rotación.
La construcción de los diversos componentes de un motor de VE requiere una habilidad considerable. «Para fabricar un estator, por ejemplo, tuvimos que averiguar cómo enrollar 2 kilómetros de cable de cobre en pequeñas ranuras en una chapa metálica sin romper el aislante cerámico que los cubre», explica Tatiana Sueur, supervisora de Renault.
La eficiencia del tren motriz se mejora continuamente, como lo demuestran los avances técnicos de Renault en la unidad de tren motriz del ZOE, lo que resulta en un aumento del rendimiento general del vehículo y la adición de nuevas características.
Vida útil de los motores de vehículo eléctrico
La vida útil de un motor de coche eléctrico es difícil de predecir porque depende de muchas variables. Se ha sugerido que la vida útil óptima en condiciones ideales es de aproximadamente 15-20 años. Un motor de coche eléctrico tiene menos partes que un motor de combustión, lo que significa menos y más fácil mantenimiento.
¿Cuál es la potencia de un vehículo eléctrico?
Cuando se trata de un vehículo eléctrico, la potencia de salida implica la diferencia entre la electricidad entregada (entrada) y la energía mecánica «útil» que impulsa el motor (salida), una proporción conocida como eficiencia de conversión de energía. El calor y la fricción pueden causar que parte de esta potencia se pierda en el camino, lo que significa que el motor no se beneficia de toda la electricidad proveniente de la batería del coche eléctrico.
La potencia de salida de un coche eléctrico depende del volumen de su motor y la potencia de la corriente entrante.
¿Qué tipo de motor se utiliza en los vehículos eléctricos híbridos?
Un vehículo eléctrico híbrido emplea tanto un motor de combustión interna como un motor de corriente alterna (CA) alimentado por una batería. Históricamente, las baterías de los vehículos híbridos solo podían recargarse mediante frenado regenerativo o desaceleración, lo que implicaba que el motor de combustión hacía la mayor parte del trabajo.
Sin embargo, ahora está disponible un nuevo vehículo híbrido: el híbrido enchufable. Para obtener lo mejor de ambos mundos, algunos vehículos, como el Renault Captur E-TECH Plug-in, incluyen una conexión de carga dedicada, dos motores eléctricos y un motor impulsado por combustión.
Ahora que tienes una idea básica del funcionamiento de un VE y los motores que los impulsan, en el próximo artículo discutiremos y elaboraremos sobre los motores y el tren motriz específicamente.
