A pesar de que los vehículos eléctricos pueden parecer automóviles normales desde el exterior, en realidad funcionan de manera bastante diferente en comparación con los vehículos con motor de combustión.
La mayoría de los fabricantes de automóviles tratan de hacer que sus vehículos eléctricos parezcan convencionales para no alienar a los compradores tradicionales, pero los vehículos eléctricos funcionan de manera bastante diferente en comparación con los automóviles de combustión. Su propulsión se basa en sistemas completamente diferentes a los de un vehículo que funciona con combustible líquido.
Esta es la razón por la que los mecánicos de automóviles generalmente se niegan a trabajar en un vehículo eléctrico a menos que hayan recibido una capacitación especial. Saber qué hace que un automóvil eléctrico funcione y cuáles son sus componentes principales es importante si desea aprovechar al máximo su experiencia como propietario de un vehículo eléctrico.
Estos son los principales componentes y sistemas que necesita un vehículo eléctrico para funcionar.
1. Paquete de baterías
El componente individual más grande, más pesado y más caro que se utiliza para fabricar un EV es su paquete de baterías. Su función es almacenar cantidades significativas de electricidad y también resistir ciclos repetidos de carga y descarga en condiciones climáticas muy variables. En algunos vehículos eléctricos, el paquete de baterías también actúa como miembro estructural del chasis del vehículo.
Los paquetes de baterías EV se componen de cientos de celdas individuales unidas entre sí y varían en tamaño desde menos de 40 kWh en vehículos más pequeños hasta más de 200 kWh en algunos. camionetas electricas. El GMC Hummer EV tiene una de las baterías más grandes de la industria, un paquete de 205 kWh, que proporciona un alcance declarado de 329 millas. En el otro extremo de la escala, tenemos el Mini Cooper SE, cuyos pequeños paquetes de baterías de 32 kWh solo pueden recorrer 114 millas con una sola carga.
También vale la pena señalar que los fabricantes citan la capacidad total y neta (utilizable) de la batería, razón por la cual a veces se ven diferentes capacidades enumeradas para los mismos vehículos eléctricos. Además, dos vehículos eléctricos con la misma capacidad de batería probablemente no ofrezcan la misma autonomía, ya que también necesita tener en cuenta qué tan livianos son los vehículos y cuánta resistencia a la rodadura tienen, lo que en última instancia se traduce en la eficiencia con la que usan electricidad.
2. Sistema de monitoreo de batería
El paquete de baterías de un EV sería inútil (y peligroso) sin lo que se conoce como sistema de monitoreo de batería, o BMS para abreviar. Cumple la función extremadamente importante de monitorear el paquete de baterías y regular su temperatura, voltaje y corriente. También es el BMS el que le brinda estimaciones de rango y estado de carga, que calcula en función de la cantidad de corriente que queda en la batería.
El BMS también supervisa el estado del paquete de baterías, tanto en su conjunto como en cada celda de batería individual. Los usuarios de vehículos eléctricos más avanzados también pueden acceder a los registros del BMS que rastrean el rendimiento de la batería y los patrones de uso. Estos se pueden analizar con gran detalle para ver cómo funciona la batería y qué se puede optimizar.
3. Sistema de Gestión Térmica
Otra función importante que desempeña el BMS es controlar el sistema de gestión térmica del paquete de baterías. Esto se aplica a todos los vehículos eléctricos que pueden controlar la temperatura de su paquete, lo que incluye a la mayoría de los vehículos eléctricos modernos. Vehículos como los primeros generaciones del Nissan Leaf y el BMW i3, así como del Renault Zoe y Volkswagen e-Golf, todos llegaron sin calefacción térmica gestión.
La gestión de las temperaturas en un vehículo eléctrico funciona de la misma manera que el sistema de refrigeración de un coche de combustión. Se basa en un líquido que se bombea alrededor del paquete de baterías a través de una serie de mangueras y canales con el objetivo de quitar el calor de estos componentes vitales para que puedan funcionar mejor y tener una mayor vida.
Algunos fabricantes de vehículos eléctricos recomiendan comprobar y cambiar el refrigerante cada pocos años, mientras que otros (como Tesla) dicen que este es un sistema completamente sellado que no necesita mantenimiento regular.
Las bombas de calor también se están volviendo cada vez más comunes en los vehículos eléctricos. Estas importantes piezas de hardware ayudan a calentar la cabina de la manera más eficiente posible mediante el uso del calor residual del paquete de baterías y el motor. También ayudan con la refrigeración, ya que su funcionamiento puede invertirse para que actúen esencialmente como unidades de aire acondicionado.
4. Motor eléctrico
La pieza de hardware que realmente proporciona propulsión en un EV es su motor eléctrico. Convierte la energía eléctrica en energía mecánica. que mueve las ruedas.
Hay varios tipos de motores eléctricos, cada uno con sus propias fortalezas y debilidades, pero todos se componen de dos partes principales llamadas rotor y estator. El primero es esencialmente la única parte móvil de un motor eléctrico, mientras que el segundo es esencialmente el carcasa del rotor, y contiene canales a través de los cuales se bombea líquido para ayudar a que la unidad se desprenda calor.
Muchos vehículos eléctricos funcionan con lo que se conoce como motor de CC, que funciona con corriente continua y viene en configuraciones con escobillas y sin escobillas, siendo esta última considerablemente más común. Este tipo de motor es conocido por su alto par de salida y durabilidad, pero también tiene desventajas, como el tamaño, el peso y la confiabilidad (especialmente en el caso de los motores con escobillas).
Los motores de inducción también son bastante comunes en los vehículos eléctricos y brindan varias ventajas sobre los motores de CC. Son más pequeños, más simples y más fáciles de mantener, pero al mismo tiempo, no pueden igualar la potencia de salida o la eficiencia de los motores de CC, especialmente los que usan imanes permanentes.
Algunos vehículos eléctricos de gama alta también utilizan lo que se conoce como motores síncronos de imanes permanentes (PMSM), que son mejores que otros tipos de motores de inducción en términos de densidad de potencia y eficiencia. Su mayor inconveniente es su mayor complejidad y mayor costo.
5. Transmisión
Los vehículos eléctricos no necesitan una transmisión tradicional. Su alto par de salida que se entrega a muy bajas revoluciones niega la necesidad de tener múltiples marchas para cambiar entre ellas a medida que aumenta la velocidad.
Sin embargo, dado que los motores eléctricos tienen velocidades de rotación similares (o incluso superiores) en comparación con los vehículos ICE, todavía necesitan un engranaje de reducción para ayudarlos a lograr un buen equilibrio entre la aceleración y la parte superior velocidad. Los diferenciales están presentes en los vehículos eléctricos y funcionan igual como en un vehículo ICE.
Los únicos EV de producción modernos que realmente tienen una transmisión engranada son el Porsche Taycan y el Audi E-Tron GT, que, para sus motores traseros, tienen una caja de cambios automática de dos velocidades. No está claro si esta solución se mantendrá en el futuro, ya que ha enfrentado críticas por ser una complicación innecesaria.
Otros fabricantes no han anunciado planes para implementar soluciones similares, aunque hay empresas como especialista en ejes Dana Incorporated en los EE. UU. que vende una caja de cambios de dos velocidades diseñada para funcionar con un motor eléctrico motor.
6. Cargador a bordo
Todos los vehículos eléctricos tienen algún tipo de cargador a bordo, cuyo rendimiento suele dictar la tasa máxima de carga del vehículo cuando se utiliza un cargador de CA (corriente alterna). Su función también es convertir eso en CC (corriente continua), que luego es regulada por el BMS.
La potencia de los cargadores a bordo en los vehículos eléctricos oscila entre los 3,7 kW y los 22 kW, y también pueden detectar si la corriente que los atraviesa es corriente alterna monofásica o trifásica.
7. Sistema de frenado regenerativo
Dado que la mayoría de los tipos de motores eléctricos también pueden actuar como generadores de electricidad, todos los vehículos eléctricos tienen lo que se conoce como un sistema de frenado regenerativo. Esto se basa únicamente en sus motores, que se pueden utilizar para restriegue la velocidad y vuelva a poner jugo en el paquete de baterías al mismo tiempo.
Esto aumenta drásticamente el intervalo de cambio de pastillas de freno para vehículos completamente eléctricos y algunos híbridos. También permite que los vehículos eléctricos ofrezcan lo que se conoce como conducción con un solo pedal, lo que esencialmente significa que el conductor puede acelerar y frenar el vehículo. vehículo utilizando únicamente el pedal del acelerador, ya que cuando se levanten por completo, el vehículo automáticamente comenzará a desacelerar a través del motor resistencia.
8. Inversores, convertidores y controladores
Los vehículos eléctricos también tienen una cantidad variable de inversores, convertidores y controladores. Todos estos son vitales para el correcto funcionamiento del tren motriz, ya que ayudan a maximizar la potencia y la eficiencia mediante el uso óptimo de la corriente disponible.
Los inversores son responsables de convertir CC en CA, mientras que los convertidores tienen la función de convertir CC de alto voltaje extraída del paquete de baterías en una corriente de voltaje más bajo que el vehículo necesita para funcionar varios sistemas Los controladores son vitales para la distribución de energía, ya que ayudan a administrar el flujo de electricidad hacia y desde el paquete de baterías; también son lo que hace posible el frenado regenerativo en un EV.
Los vehículos eléctricos funcionan de manera muy diferente
Los vehículos eléctricos pueden tener menos partes móviles en comparación con los automóviles de combustión, pero eso no significa que no sean piezas de ingeniería complejas. En realidad, todo lo contrario, ya que necesitan una serie de sistemas que trabajen juntos para proporcionar la potencia, la eficiencia, el alcance y la confiabilidad que exigen los consumidores.
Los avances y avances en la tecnología EV son comunes, y es mejor tener al menos una comprensión básica de cómo funcionan y qué se está mejorando exactamente. Este conocimiento también es importante si posee un EV y está interesado en saber cómo mantenerlo adecuadamente y en qué se diferencia de un vehículo ICE.
