DESCRIPCION
GENERAL DE LOS AUTOMOVILES ELECTRICOS:
Un coche eléctrico es aquel que se
impulsa con la fuerza que produce un motor alimentado por electricidad.
Un motor eléctrico transforma la
energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas.
El elemento conductor que tienen en su interior tiende a moverse cuando está
dentro de un campo magnético y recibe corriente eléctrica.
Hay motores eléctricos de todos los
tamaños, que impulsan desde un coche de radiocontrol a una locomotora. Los motores eléctricos ofrecen mu chas ventajas frente a los de combustión, empezando por un menor tamaño y peso,
además de una mayor sencillez técnica.
Su utilización presenta ventajas desde
el punto de vista medioambiental, ya que permite disminuir el nivel de emisiones
de CO 2 a la atmósfera.
Componentes principales de un coche eléctrico
Un coche
eléctrico se compone básicamente de los siguientes elementos:
Cargador
El
cargador o transformador convertidor es aquel elemento que absorbe la
electricidad de forma alterna directamente desde la red y la transforma en corriente continua,
para así poder cargar la batería principal.
Batería
Las
baterías de Litio-ion almacenan la energía que le cede el cargador en forma de
corriente continua (DC). Esta
batería principal es el medio por el que se alimenta todo el coche eléctrico.
En los coches que tienen un motor eléctrico de corriente continua, esta batería
iría directamente conectada al motor. En cambio, en los coches eléctricos que
tienen un motor eléctrico de corriente alterna, la batería va conectada a un
inversor.
Conversor
El
conversor transforma la alta tensión de corriente continua, que aporta la
batería principal, en baja tensión de corriente continua. Este tipo de
corriente es el que se utiliza para alimentar las baterías auxiliares
de 12 V, que son las que alimentan los componentes auxiliares eléctricos del coche.
Inversores
Los
inversores u onduladores son los encargados de transformar la corriente
continua que cede la batería principal, en corriente alterna. De
esa manera se puede alimentar el motor en corriente alterna del
coche eléctrico.
En el
caso de coche con el motor en corriente continuo, este componente no existiría.
Motor eléctrico
El motor de un coche eléctrico puede ser un motor de
corriente alterna o de corriente continua. La diferencia entre estos los dos tipos,
principalmente, es la forma de alimentación. El de corriente continua se
alimenta directamente desde la batería principal, y el de corriente alterna se
alimenta a través de la energía que emite la batería previamente transformada
en corriente alterna a través del inversor.
Modelos de vehículos híbrido eléctrico
En la
actualidad hay otros tipos de coches eléctricos, a parte del eléctrico puro,
que son los híbridos eléctricos. Los vehículos híbridos eléctricos combinan un motor eléctrico con
uno de combustión para su funcionamiento.
Existen
dos tipos o modelos de híbridos eléctricos:
Vehículos Híbridos Eléctricos (HEV):
Los
vehículos híbridos eléctricos están equipados con un motor de combustión
interna y un motor eléctrico de imanes permanentes.
En marcha
constante, el ICE (vehículo de combustión interna) impulsa tanto al tren motor
como al motor eléctrico. Una variación electrónica de la
multiplicación regula un régimen óptimo para ambos motores.
En los
adelantamientos se obtiene potencia adicional del motor eléctrico, alimentado
por las baterías. En la frenada, el motor eléctrico actúa como generador eléctrico, recuperando parte de la energía cinética.
A bajas
velocidades sólo el motor eléctrico impulsa el vehículo, con cero emisiones. Al
parar, el motor de combustión se apaga, no consumiendo combustible.
Vehículos Híbridos Enchufables (PHEV)
La
evolución de los sistemas de baterías híbridos permitirá la conexión de
los Vehículos Híbridos Enchufables
(PHEV) para recorrer las primeras decenas de km de un viaje, a
partir de energía obtenida de la
red eléctrica.
¿Cómo se
recargan los coches eléctricos?
En lugar
de repostar combustible en una gasolinera, un coche eléctrico se enchufa a la
red para recargar sus baterías. La recarga eléctrica puede hacerse en el garaje
de casa con una toma convencional o con una de más potencia, reduciendo a la
mitad el tiempo de carga. Otro modo de hacerlo es en los puntos públicos de
recarga.
Dependiendo
del modelo de coche eléctrico, los tiempos
de carga oscilan entre 3 y 10 horas, dependiendo del tipo de recarga.
Algunos modelos disponen de aplicaciones informáticas que pueden gestionar la
recarga a distancia (programarla y aprovechar tarifas eléctricas más
ventajosas, por ejemplo).
Otro
sistema para tener las baterías cargadas es la sustitución de las mismas en el
momento que se agotan. Con éste método, sustituimos en un centro especializado
las baterías gastadas por unas a tope de carga, operación que tarda menos que
una recarga.
Tipos de
recarga del coche eléctrico
Recarga convencional
La
recarga eléctrica convencional aplica niveles de potencia que implican una carga con una duración de unas 8 horas aproximadamente.
La carga
convencional emplea la intensidad y voltaje eléctricos del mismo nivel que la
propia vivienda (16 A y 230 V). Esto implica que la potencia eléctrica que
puede entregar el punto para este tipo de cargas es de aproximadamente 3,7 kW.
Con este
nivel de potencia, el proceso de carga de la batería tarda unas 8 horas. Esta
solución es óptima, fundamentalmente, para recargar el vehículo eléctrico
durante la noche en un garaje.
Recargar
el coche eléctrico durante el período nocturno es más eficaz energéticamente,
ya que es cuando menos demanda energética existe.
Recarga semi-rápida
La
recarga semi-rápida aplica niveles de potencia que implican una carga con una
duración de unas 4 horas
aproximadamente.
La carga
semi-rápida emplea 32 A de intensidad y 230 V de voltaje eléctrico. Esto
implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de
cargas es de aproximadamente 7,3 kW.
Esta
solución es óptima, como en el caso de la recarga convencional, para recargar
el vehículo eléctrico durante la noche en un garaje.
Recarga rápida
La carga
rápida emplea una mayor intensidad eléctrica y, además, entrega la energía en corriente continua, obteniéndose
una potencia de salida del orden de 50kW. Así, utilizando la recarga rápida, en
15 minutos se puede cargar el 65% de la batería.
Esta
solución es la que, desde el punto de vista del cliente, se asemeja a sus
hábitos actuales de repostaje con un vehículo de combustión. Aun así, la
recarga rápida debe ser concebida como extensión de autonomía o cargas de
conveniencia.
Las
exigencias a nivel eléctrico son mayores que en la recarga convencional. Por
poner una referencia, la potencia requerida para este tipo de instalaciones es
comparable a la de un edificio de 15 viviendas. Así, la recarga rápida puede implicar la adecuación de la red
eléctrica existente.
VENTAJAS DEL MOTOR ELÉCTRICO EN AUTOMÓVILES
Un motor
eléctrico no quema combustibles durante su uso, por lo que no emite gases a la
atmósfera.
Un motor
eléctrico producido en serie es más compacto, más barato y mucho más simple que
un motor de combustión interna. No necesita circuito de refrigeración, ni
aceite, ni demasiado mantenimiento.
Prácticamente
no hace ruido al funcionar y sus vibraciones son imperceptibles.
Funciona
a pleno rendimiento sin necesidad de variar su temperatura. Al no tener
elementos oscilantes, no necesita volantes de inercia ni sujeciones espaciales
que lo aíslen del resto del coche. Al generar poco calor y no sufrir
vibraciones su duración puede ser muy elevada.
Un motor
eléctrico no necesita cambio de marchas, exceptuando un mecanismo para
distinguir avance o retroceso, que bien puede ser la inversión de polaridad del
propio motor.
Teóricamente
un motor eléctrico puede desarrollar un par máximo desde 0 rpm, por
lo que hace posible arrancar desde cero con una velocidad máxima.
Una vez
que se elimina la caja de cambios y la refrigeración, se abre la posibilidad de descentralizar la generación
de movimiento, situando un pequeño motor en cada rueda en lugar de uno
“central” acoplado a una transmisión. Lo que puede suponer una nueva
distribución del espacio del coche.
En cuanto
a la eficiencia del motor eléctrico, ésta se sitúa alrededor del 90%. Por limitaciones termodinámicas
un motor diésel se situaría en eficiencias de hasta un 40%, siendo éste
superior a la eficiencia de un motor de gasolina.
Resulta
sencillo recuperar la energía de las frenadas (o parte de ella) para recargar
las baterías, porque un motor eléctrico puede ser también un generador
eléctrico.
Otra gran
ventaja del coche eléctrico es su proceso reversible. Esto quiere decir que de
igual manera que carga su batería a través de la red eléctrica, el coche puede aportar también energía a la
red eléctrica, de manera reversible. Este hecho se conoce como Vehicule 2 Grid .
VENTAJAS DE LOS AUTOMOVILES ELECTRICOS
Este tipo de vehículo
no emite gases contaminantes al medio ambiente.
No presentan desechos
como aceites, filtros, repuestos, etc., que luego podrían contaminar el medio
ambiente.
Pueden ser utilizados de 2 formas: Ya sea con un motor hibrido (usando
combustión y electricidad) o solamente uno eléctrico.
Mientras que en los autos que usan combustible derivado del petróleo, rinden
alrededor de 800 Km por estanque siendo eso un costo de 60 dólares, los autos
eléctricos rinden 400 Km aproximadamente, los que tienen un costo de 7 dólares.
DESVENTAJAS DEL MOTOR
ELÉCTRICO EN AUTOMÓVILES
La
principal desventaja y la más importante es la autonomía que tiene el coche eléctrico sin conectarlo
a la red. El hecho de que a los 100 o 120 kilómetros de viaje se tenga que
recargar las baterías limita mucho a los usuarios. En cambio, con los motores
de combustión el tiempo entre repostaje y repostaje es mucho más elevado.
Aun así las marcas de coches trabajan para aumentar la autonomía de sus modelos
y cada vez nos encontramos modelos con más autonomía.
Otro
inconveniente relacionado con la autonomía del vehículo es el tiempo de
repostaje, ya que se requieren de horas para realizar una carga
completa.
Además,
las baterías eléctricas tienen fecha de caducidad, ya que se degeneran con
el uso y empiezan a tener menor capacidad de carga.
La
necesidad de carga de los coches eléctricos hace que exista más demanda de
electricidad proveniente de micro generadores o centrales eléctricas. A más demanda, más generación y más consumo de
los recursos naturales.
DESVENTAJAS DE LOS AUTOMOVILES ELECTRICOS:
Poseen
poca autonomía, generalmente no más de 8 hrs.
Necesitan un tiempo de carga, lo que conlleva a que el vehículo este detenido.
Su batería no puede ser cargada en cualquier lugar.
Son de baja potencia.
Son de tamaño pequeño.
En nuestro país no hay un mercado de repuestos.
Tiene un alto precio.
COSTOS:
Actualmente
el precio de adquisición de los coches eléctricos es más
elevado que el de los coches de combustión de características similares,
especialmente si están equipados con baterías de Litio que actualmente
se realizan de forma artesanal.
Sin embargo, tanto el coste de la energía que
los impulsa como el mantenimiento es más barato.
Además, estos coches cuentan también con
subvenciones y ayudas (por ejemplo en Madrid la tarjeta de
estacionamiento regulado S.E.R permite aparcar gratuitamente en las
zonas azules y verdes
).
La autonomía de un vehículo eléctrico depende del modelo y de la batería. Con las baterías de
litio, más avanzadas tecnológicamente, puede alcanzarse una autonomía en torno a los 150 km.
A partir de 2011, las empresas de automoción empezarán a lanzar coches con una autonomía de
hasta los 200 km.
Dependiendo del tamaño del vehículo varía entre los 10kWh/100km
para un utilitario urbano y los 30kWh/100km de un microbús.
Para un consumo medio de 15 kWh/100km, recargando en horario nocturno,
puede suponer un coste de unos 1,5€/100km,
frente a un mínimo de 8,45€/100km de un vehículo de combustión tradicional.
Además del ahorro en combustible, el gasto en mantenimiento es mucho menor
(no hay aceites ni lubricantes, escaso desgaste de frenos, ausencia de transmisiones mecánicas, etc.).
Y, por supuesto, el ahorro en emisiones a la atmósfera de CO2 y partículas.
ORIGEN
DE LOS AUTOS MOVILES:
En
1839 Robert Anderson inventó el que sería el primer “coche” eléctrico de la
historia. En realidad se trataba de un carruaje equipado con un motor
eléctrico, que alcanzaba los 6 km/h propulsado por un motor eléctrico
alimentado por una pila de energía no recargable.
Fue
a partir de 1880, cuando se inventaron las primeras baterías recargables,
momento a partir del cual se comenzaron realmente a fabricar en serie. En 1899
un coche eléctrico “La Jamais Contente” pilotado por Camille Jenatzy,
estableció el nuevo récord de velocidad de un coche en la tierra, llegando
hasta los 105 km/h, todo un hito en la historia de la automoción.
Fue
a partir de ese momento (año 1900) cuando los coches eléctricos se impusieron
claramente a los otros medios de transporte, como a “los sucios” carruajes
tirados por caballos. Tanto es así que en el año 1900 en EE UU, casi el 30% de
los coches eran eléctricos.
En
1911, Thomas Edison introdujo nuevos modelos de baterías recargables de
níquel-hierro, que permitían una autonomía razonable para la época y
velocidades de hasta los 130 km/h. Este sería el momento de máximo auge de los
coches eléctricos, llegando a representar el 90% de las ventas, contra un 10%
de ventas en coches de gasolina. Estos últimos, en aquellos tiempos eran
ruidosos (mucho más que los caballos), difíciles de conducir por sus
rudimentarios sistemas de cambios de marchas, con bajas prestaciones y con un
sistema de arranque mediante manivela que no gustaba nada a las clases altas de
la sociedad, consumidores de estos vehículos.
Todo
cambió en 1912 cuando Henry Ford introdujo el motor de arranque para los coches
de gasolina y estos se fabricaron en serie, ampliando así sus prestaciones,
comodidad y facilidad de manejo.
Todo
coincidió con la bajada del precio del petróleo, la baja evolución de la por si
precaria distribución de la energía eléctrica del momento y la valoración de la
autonomía como un valor principal. Esta autonomía se transformó en un tema
prioritario desde el punto de vista de la estrategia bélica de las Guerras
Mundiales, principal motivo de la “primera muerte” del coche eléctrico a
principios del siglo XX.
Podríamos
decir, que la movilidad experimentó una mejora global, ya que “del sucio e
insalubre” vehículo tirado por caballos, se evolucionó al coche de gasolina,
aunque también ruidoso y humeante, resultó ser una mejora para la época
respecto al carruaje. En ningún caso representó ser el deseado salto hacia una
movilidad totalmente limpia.
Actualmente
la situación se ha invertido, el petróleo es más caro que la energía eléctrica,
y cada vez más escaso (sobre todo en el momento en que los países emergentes se
equiparen en gasto de combustible a los países desarrollados) situación que
aparte de la escasez de combustible nos planeara otro problema: el aumento de
los índices de contaminación y los problemas de calidad del aire de nuestras
ciudades (ver artículo sobre la calidad del aire). Por otro lado la energía
eléctrica ha mejorado en lo referente a
su distribución y generación (destacar los avances en energías renovables).
Bibliografía
Cousiño, C. (15 de Octubre de 2008). http://electricmotorsccc.blogspot.mx/2008/10/ventajas-y-desventajas.html.
Educa,
E. (2012). Endesa educa. Obtenido de
http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/el-uso-de-la-electricidad/coche-electrico.
minutos,
2. (s.f.). Obtenido de http://blogs.20minutos.es/coches-electricos-hibridos/2014/02/01/los-origenes-del-coche-electrico/.
Linea del tiempo elaborada en Timetoast.
