¿Cómo funcionan los coches eléctricos?

Los coches eléctricos funcionan de forma sencilla. Una batería transmite la energía que hace rodar el vehículo. El motor, la autonomía o la capacidad de carga son otras cuestiones que analizaremos más adelante.

 

Un poco de historia.

Aunque en los albores del automovilismo, allá por 1900, existían coches eléctricos, éstos fueron denostados por la rápido y continua mejora de los coches de combustión. Tal fue así, que cada vez que se intentaba volver a retomar por parte de alguna compañía la idea de la movilidad eléctrica, los proyectos iban a parar a un cajón. Y allí han permanecido mucho de ellos hasta que la polución se ha convertido en un acuciante problema para las grandes ciudades y para todo el planeta. 

En la actualidad, podemos afirmar que los coches de combustión han llegado a su cénit evolutivo ya que es muy complicado mejorarlos y, sobre todo, reducir más sus emisiones. Ahora han cambiado las tornas y son esos vehículos convencionales los que presentan más limitaciones al no poder ofrecer un mayor rendimiento energético. Con los distintivos ambientales que otorga la DGT, se limitan el acceso a las zonas de bajas emisiones a aquellos vehículos que carezcan de las etiquetas Cero Emisiones o Eco.

La transición eléctrica ya no tiene vuelta atrás. La aceleración de la evolución hacia el eléctrico es directamente proporcional a las mejoras y el crecimiento de la infraestructura de puntos de recarga en la vía pública. A pesar de que la movilidad eléctrica no es asequible para toda la población, poco a poco se van suavizando los escollos para que todo el mundo pueda acceder a la conducción cero emisiones.

¿Cómo es un coche eléctrico?

A priori, un coche eléctrico es mucho más sencillo que un coche de combustión interna o un híbrido. Su sencillez incide directamente en la reducción de averías y, por ende, de visitas al taller. Su complejidad radica en la eficiencia de los motores, la gestión de las baterías, la capacidad de carga, la autonomía que pueden ofrecer…

A grandes rasgos, el sistema de propulsión de coche eléctrico se compone de una toma de corriente, de un cargador embarcado, del pack de batería, del convertidor de corriente, de una transmisión (casi siempre de una sola marcha), una unidad de control del motor y, finalmente, de uno o varios motores eléctricos. Además, cuenta con una batería tradicional de 12 V y de una unidad electrónica de control que gestiona todos los sistemas del coche que hemos mencionado, así como el funcionamiento del coche en general.

Indagamos un poco más en el funcionamiento de los vehículos eléctricos y todo lo que podemos esperar de la movilidad Cero Emisiones. 

Toma de corriente

El puerto de carga permite la conexión del coche a un punto para su recarga. Para cargar el vehículo, tenemos diferentes opciones: un cargador portátil, que permite la conexión a un enchufe convencional tipo Schuko, un punto de carga doméstico tipo wallbox o un punto de carga en la vía pública. Para los cargadores con socket necesitaremos disponer de nuestra propia manguera de conexión.

Cargador embarcado

Cuando cargamos la batería a través de una toma de corriente doméstica, es necesario que la energía pase por el cargador de abordo. Éste es un convertidor que transformará la magnitud y forma de la corriente y el voltaje. Básicamente, convierte la corriente alterna (AC) de entrada en la corriente continua (DC), que necesita la batería. 

Pack de batería

Los vehículos eléctricos de batería, o vehículos totalmente eléctricos, dependen enteramente de la electricidad almacenada en la batería para rodar. Estos vehículos, poseen una batería de 12 V para alimentar los sistemas auxiliares, como la iluminación, la climatización, etc. La batería más utilizada es la de iones de litio. Tiene una unidad de control que gestiona las características de la carga, comprobando continuamente los parámetros del sistema, así, en caso de que la medición no cumpla con los niveles establecidos, el sistema se desconecta para evitar daños.

Convertidor de corriente

El convertidor de corriente o inversor es un dispositivo que convierte la energía de corriente continua de menor voltaje del pack de batería en energía de corriente continua de mayor voltaje necesaria para hacer funcionar el o los motores. Existe un convertidor secundario que reduce el voltaje para la batería de 12 V y los sistemas auxiliares.

Unidad de control del motor

La unidad de control del motor regula la velocidad, el par y la dirección del motor. Se trata de un convertidor que controla el flujo de energía entre la batería de tracción y el motor. En función del motor utilizado, será un convertidor de corriente continua a corriente continua o de corriente continua a corriente alterna. La peculiaridad de este convertidor es que, a diferencia de otros, es bidireccional, es decir, por una parte envía energía al motor y, por otra, es capaz de obtener energía a través de las fases de frenada regenerativa. 

Motor eléctrico 

El motor del vehículo eléctrico convierte energía eléctrica en movimiento, acciona las ruedas. También actúa, adicionalmente, como generador de electricidad, tanto en aceleración como en las fases de deceleración. La mayoría de fabricantes usan motores de inducción o de imanes permanentes.

Transmisión

 A diferencia de los coches convencionales, los vehículos eléctricos emplean una transmisión de una sola velocidad porque su motor puede ofrecer su máxima fuerza de torque a velocidades extremadamente bajas. Así pues, el motor eléctrico entrega la totalidad del par motor en todo momento.

Batería auxiliar

Esta batería se emplea para proveer de electricidad al coche antes de que se encienda la batería de tracción. Por otro lado, tamién ofrece energía a los sistemas auxiliares del coche. Es una clásica batería de 12 V como las que usan los coches de gasolina, diésel o híbridos.

Unidad de control

Todos los sistemas del coche arriba mencionados están gestionados por la unidad electrónica de control central. Esta unidad controla el coche en general; la aceleración, el control de estabilidad y tracción, el reparto de par entre los diferentes ejes y/o ruedas (en función de la configuración del coche y de su motor o motores). Por otra parte, también controla el flujo de energía que ofrece la batería o que es almacenado gracias a la frenada regenerativa, el cargador de a bordo y la unidad de gestión de la batería que vigila el estado de carga, lo limita si es preciso, controla la temperatura de la batería, etc.

Flujo de energía

La batería es recargada a través del cargador de a bordo, conectado a la red eléctrica, y a su vez a un convertidor bidireccional. Cuando el motor necesita energía para mover el coche, la batería envía corriente pasando antes por el convertidor DC-DC y la unidad de control del motor (convertidor DC-AC). Este último envía la energía al motor que la transforma en energía mecánica, es decir, en movimiento de las ruedas a través de la transmisión.