¿Cómo funciona un coche eléctrico?
Las ventas de coches eléctricos en España han subido más de un 70% en 2023. Es evidente que la movilidad eléctrica ha experimentado notables avances también a nivel de autonomía. A esto se suma que las subvenciones estatales actúan como un fuerte incentivo para que la gente elija estos vehículos. Pero, ¿te has preguntado alguna vez cómo funciona el motor de un coche eléctrico?
Los coches eléctricos se impulsan mediante uno o varios motores eléctricos en lugar de motores de combustión interna. Utilizan la energía almacenada en baterías recargables para alimentar los motores y propulsar el vehículo.
Al carecer de un motor de combustión, los coches eléctricos no emiten gases de escape y son más eficientes en el consumo de energía. Además, ofrecen beneficios como una menor contaminación acústica y una reducida dependencia de los combustibles fósiles.
Partes de un coche eléctrico
En el fascinante mundo de los vehículos eléctricos, se encuentran diversas piezas esenciales que colaboran para su correcto funcionamiento. A continuación desglosamos los distintos componentes para entender las funciones específicas de cada uno.
Batería
La batería actúa como el almacén de electricidad del vehículo, permitiéndole funcionar. Se carga a través de la toma de corriente o puerto de carga, conectándose a los puntos de recarga disponibles.
Transmisión
En la mayoría de los casos, los coches eléctricos incorporan una transmisión de una sola marcha. Esta se encarga de transmitir y distribuir la fuerza del motor a los palieres, que son cruciales para poner en movimiento las ruedas del automóvil.
Controlador
El controlador, un sistema electrónico clave, coordina el funcionamiento conjunto de todos los elementos del coche, garantizando un rendimiento armonioso.
Reductor de velocidad y diferencial
El coche eléctrico, al prescindir de una caja de cambios, incorpora el reductor de velocidad y diferencial, ajustando la velocidad según las necesidades de conducción.
Inversor y rectificador
El inversor transforma la corriente continua de la batería en corriente alterna, permitiendo el funcionamiento del motor. Por otro lado, el rectificador realiza la conversión opuesta, esencial para cargar el vehículo al transformar la corriente alterna de la red en continua.
Sistema regulador
Colaborando con el inversor, rectificador y transformador, el sistema regulador facilita el flujo de corriente eléctrica desde la batería al motor. En situaciones de frenada regenerativa, este proceso se invierte, llevando la corriente eléctrica del motor a la batería.
La frenada regenerativa, una función destacada, permite recargar las baterías durante la frenada. Cuando el conductor pisa el freno, el motor eléctrico actúa como generador, aprovechando la energía generada por la frenada para recargar las baterías.
Este sistema no solo aumenta la autonomía de los coches eléctricos, sino que también reduce el mantenimiento del sistema de frenos en comparación con los vehículos de combustión.
Toma de corriente o puerto de carga
El primer paso para cargar tu vehículo eléctrico es la conexión a un punto de carga, ya sea una toma de corriente en casa, un punto de recarga en un garaje comunitario o un cargador rápido público. La toma de corriente o puerto de carga facilita este enlace esencial para recargar la batería.
Cargador de a bordo (o Power Electronic Converter)
Cuando decides cargar la batería a través de una toma de corriente doméstica, entra en juego el cargador de a bordo, también conocido como power electronic converter. Este dispositivo realiza una tarea crucial al transformar la corriente alterna (AC) de entrada en corriente continua (DC) necesaria para alimentar la batería. Imagínalo como el cargador de un teléfono, pero diseñado para manejar potencias y voltajes considerablemente más elevados, asegurando una carga eficiente y segura.
Motor
El motor de un coche eléctrico funciona con dos tipos de corrientes:
- La corriente continua, que se caracteriza por llevar el flujo de carga eléctrica en una única dirección a través de un material conductor. Este tipo de corriente establece un camino constante para la electricidad.
- La corriente alterna, que también transporta un flujo de energía, pero a diferencia de la continua, lo hace de manera variable y cíclica, cambiando su dirección repetidamente.
Cuando observamos el funcionamiento interno de un motor eléctrico, descubrimos una fascinante combinación de mecánica y electricidad que permite su operación. Mediante un ingenioso mecanismo de bobinas, se genera movimiento en los campos magnéticos, transformando así la energía eléctrica en energía mecánica de rotación.
Para comprender su dinámica, hay que destacar los momentos clave: la fase de aceleración, donde se impulsa el movimiento, y la fase de desaceleración, que ralentiza el giro del motor.
Tipos de motores eléctricos
Existen dos tipos de motores eléctricos:
- Motores de imanes permanentes síncronos: estos motores operan mediante la atracción y repulsión magnética, invirtiendo la polaridad a través de un inversor trifásico y una gestión electrónica precisa.
Su gran ventaja radica en su tamaño y peso reducidos, logrando una eficiencia energética cercana al 100% y generando muy poco ruido a bajas revoluciones. Sin embargo, su desventaja recae en su elevado costo de producción y un impacto medioambiental mayor.
- Motores de inducción o asíncronos: este tipo de motores destaca como el estándar en el mercado de coches eléctricos, siendo ampliamente utilizado por varios modelos de Tesla. En lugar de imanes, generan un campo magnético en movimiento tanto en el exterior como en el rotor.
La presencia de un inversor convierte la corriente continua en alterna, permitiendo ajustar la carga y determinar la velocidad de rotación del motor. Aunque su eficiencia es ligeramente menor que la de los motores síncronos, avances tecnológicos están acortando esta brecha significativamente.
¿Cómo es el sistema de almacenamiento de energía de un coche eléctrico?
La gestión eficiente del almacenamiento de energía es esencial para el rendimiento óptimo de los coches eléctricos, siendo un factor clave en el éxito de esta revolucionaria forma de movilidad. La autonomía se erige como un pilar fundamental, permitiendo que los vehículos impulsados por motores eléctricos puedan recorrer largas distancias, equiparando así a sus contrapartes de combustión interna.
Las avanzadas baterías de iones de litio de alta tensión juegan un papel crucial en este panorama. Su capacidad de almacenar energía eléctrica no solo garantiza un rendimiento potente del motor eléctrico, sino que también proporciona una autonomía comparable a la de los vehículos a combustión con el depósito lleno.
Estas baterías exhiben una mayor densidad de energía, una eficiencia notable en el proceso de recarga y una vida útil extendida. Estas cualidades, combinadas con su peso ligero y tamaño compacto en comparación con otras tecnologías, las posicionan como la opción ideal para impulsar la nueva era de la movilidad eléctrica.
¿Qué otras partes intervienen en el funcionamiento del coche?
Cuando nos sumergimos en la mecánica de los coches eléctricos, resalta la notable reducción en la necesidad de mantenimiento. Este fenómeno se debe a la ausencia de partes móviles en el motor que sufran desgaste significativo, eliminando la frecuente sustitución o reparación de componentes.
Sin un motor de combustión, la carencia de caja de cambios, embrague, aceites y filtros de aire y combustible simplifica considerablemente el mantenimiento. No obstante, el resto de la mecánica de un vehículo eléctrico comparte similitudes con la de los coches convencionales.
Elementos como frenos, filtro del habitáculo, neumáticos, climatizador, suspensiones, rótulas, ejes y muchos otros son comunes a todos los vehículos actuales, enfrentándose al desgaste propio del uso continuado y requiriendo mantenimiento periódico.
En el ámbito eléctrico y electrónico en cambio hay una mayor complejidad, debido a la especificidad de estos componentes en los vehículos eléctricos.
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