Coches eléctricos | Sus inicios y su presente.

Analizamos a fondo la tecnología de los motores eléctricos de marcas como Tesla, Honda o BMW. Los motores de combustión interna han existido por alrededor de 140 años. En ese momento, nos volvimos completamente versados en todos sus matices.

Los coches eléctricos se postulan como una de las alternativas principales frente a los coches de combustión de gasolina.

No obstante será necesario el perfeccionamiento de algunos ajustes como la autonomía de la batería que irá de la mano de un mayor desarrollo tecnológico, mejorando las infraestructuras y un apoyo de las administraciones para conseguir un incremento de la demanda de coches eléctricos.

Según los objetivos del sector pasan por llegar a 2020 con una cuota de vehículos eléctricos del 20%.

Conocemos los motores. Hablamos de motores. Nos encantan los motores.

Podemos conversar con nuestros amigos sobre el diseño y la potencia de marcas de coches eléctricos como Tesla, pero ¿conocemos a ciencia cierta cuales son las características de los motores eléctricos?

Amamos los motores, los eléctricos, claro. Ya sabes, los que han existido durante casi 250 años y que estaban alimentando automóviles en la década de 1880, hasta que los motores de gasolina los alcanzaron debido a su alcance y al rápido reabastecimiento de combustible. (Uno de los primeros inventores de motores de inducción de corriente alterna: Nikola Tesla).

Nikola Tesla, el hombre que cambió el mundo

Nuestro desconocimiento colectivo y prácticamente absoluto de lo que realmente impulsa las ruedas de todos los nuevos coches eléctricos en las carreteras de hoy es, de hecho, desconcertante. ¿Qué tan malo es este problema? La mayoría de los propietarios de los coches eléctricos de la marca Tesla probablemente ni siquiera saben dónde están los motores en sus automóviles, o cuántos hay, o qué aspecto tienen.

La página de Tesla Motors en el Modelo 3, que incluye una sección de “especificaciones”, no menciona en absoluto el motor. Además, la propia aplicación de la compañía a la EPA el año pasado para el Certificado de Conformidad del automóvil dedicó 250 palabras a la descripción de la batería, pero solo 20 al motor. (Es un “motor trifásico permanente de imanes permanentes de CA de 6 polos” que produce 258 hp o 192 kW y 317 lb-ft de torque, en caso de que se lo pregunte).

De forma similar, la página de Chevrolet en su nuevo Bolt EV no hace referencia al motor excepto para decir que el automóvil tiene una “unidad de accionamiento eléctrico”. Incluso BMW, una compañía que literalmente tiene un “motor” como segundo nombre, solo se digna revelar en su página de producto i3que el motor es “AC sincrónico”.

Mientras tanto, el motor del modelo BMW serie 3 unos pocos clics se describe como un “2.0 litros BMW TwinPower Turbo en línea de 4 cilindros, 16 válvulas de 180 hp motor que combina una turbocompresor de doble desplazamiento con control de válvula variable (Doble VANOS y Valvetronic) e inyección directa de alta precisión. “Eso es antes de que el sitio describa el control electrónico del acelerador del motor, la función de arranque y parada automático, el sistema de encendido directo con control de detonación, refrigeración del motor controlada electrónicamente (refrigeración de mapas), regeneración de la energía de los frenos y control de dinámica de conducción con ajustes Eco Pro, Comfort y Sport.

La mayoría de las revisiones de EV pasan por alto esa parte clave de la tecnología, excepto para señalar su silencio relativo, su respuesta de par, su simplicidad y sus bajos requisitos de mantenimiento a largo plazo.

La mayor parte del espacio dedicado al tren motriz se centra en cambio en la batería: qué tan grande, su construcción y composición, dónde se encuentra, cuánto rango tiene, cuántos días lleva cargar por completo, y así sucesivamente. Como podéis ver hoy por hoy hay un tabú sobre los coches eléctricos todos quieren mantener sus secretos hasta los mas pioneros como Tesla motors.

Pero luego, es difícil culpar a la gente por no importarle nada. La mayoría de los consumidores, incluso los fanáticos del automóvil no poseen el conocimiento o el vocabulario para conversar de forma autorizada sobre motores eléctricos, y superficialmente, parece que hay muy pocos indicios de que haya algo significativo para discutir sobre ellos.

Es mucho más difícil entusiasmarse, por ejemplo, con la diferencia entre los imanes permanentes y la inducción de CA que entre los V-8 y los Twin-Turbo Sixes. El hecho de que los fabricantes de automóviles como Tesla y los medios no promocionen la innovación motriz, naturalmente, lleva al público a suponer que allí no está ocurriendo nada.

El motor eléctrico tiene su propio siglo de progreso

Considere, por un momento, que la mayoría de los fabricantes de automóviles han llevado a cabo la fabricación de motores eléctricos. Si no hubiera lugar para la innovación, simplemente los ordenarían fuera de un catálogo de proveedores externos como pasa ahora con los motores de combustión.

Los materiales más livianos en la construcción de coches eléctricos , las nuevas soluciones alternativas para imanes y las características de rendimiento general optimizadas para las diferentes demandas de los vehículos están muy en la mira de los ingenieros automotrices, en este punto Tesla es un referente y somos conscientes que para el resto de marcas es un refernete al que observar como evoluciona. Y eso es solo el comienzo, dice Venkat Viswanathan, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Carnegie Mellon, que estudia el rendimiento de EV.

“El mapa de eficiencia del motor, es decir, su eficiencia en función del par y la velocidad, determina el consumo de energía para los vehículos de consumo, y las características de potencia máxima son un factor importante para las demandas de alto rendimiento”, dijo Viswanathan. “Además, el calentamiento de los motores eléctricos en uso, a altas velocidades, es otra área con espacio para la innovación y el desarrollo”.

Una vez que profundizas un poco, queda claro cuánto de dicha optimización y desarrollo realmente está sucediendo. Una de las opciones clave es el tipo general del motor. “Por lo general, la mayoría de los fabricantes utilizan motores síncronos, pero si se trata de un imán permanente o un electroimán influye mucho en el rendimiento”, dijo Viswanathan.
Tesla, por ejemplo, aunque típicamente tiene los labios muy cerrados sobre su innovación, realizó un cambio significativo con su Modelo 3 en su decisión de usar un motor eléctrico de imán permanente en lugar del motor de inducción de CA que ha utilizado hasta ahora.

La diferencia clave es que los motores de inducción de CA tienen que usar electricidad para generar las corrientes magnéticas dentro del motor, lo que hace que el rotor gire, mientras que un motor de imanes permanentes no requiere esa corriente adicional. Todo esto significa que el motor del modelo 3 de Tesla es más eficiente y, por lo tanto, mejor para automóviles más pequeños y livianos, pero no es ideal para autos de alto rendimiento, ya que un motor de inducción de CA puede producir mayor potencia.

El motor eléctrico de Chevrolet Bolt

Otras veces, fabricantes como Toyota piensan diferente de Tesla y se centran en formas de reducir los costos del motor para que los coches eléctricos sean más asequibles. Heraldo Stefanon, gerente sénior de ingeniería en el Centro Técnico de Toyota en Ann Arbor, Michigan, dice que la compañía fabrica principalmente sus motores eléctricos en Japón, con el objetivo de racionalizar la fabricación.

“Nuestro desafío y el de los otros fabricantes de automóviles es encontrar formas de simplificar la fabricación al tiempo que mejoramos la eficiencia y el rendimiento del motor, pero a un coste reducido”, dijo. “Se introdujeron varias mejoras motoras con el Prius 2016, que incluyen diferentes materiales y controles que minimizan los costes y las pérdidas de energía. El Toyota Hybrid System II se ha reducido a más de un cuarto del costo original de THS presentado con el primer Prius “.

El presente es vuestro, pero el futuro es mío. Nikola Tesla

Para sus propios esfuerzos de electrificación, Honda ha estado persiguiendo a la perfección los beneficios de rendimiento y eficiencia que los motores cuidadosamente diseñados pueden proporcionar. Su unidad de motor doble se desplegó en los sistemas híbridos del crossover Acura MDX , el sedán RLX y el superdeportivo NSX.está diseñado para ser compacto, con dos motores eléctricos pequeños de 36 caballos de fuerza colocados espalda con espalda en un solo paquete colocado entre las ruedas delanteras (NSX) o traseras (MDX, RLX). Esta configuración permite la vectorización de par de precisión en una configuración de tracción total, con un motor convencional o híbrido que suministra potencia al otro eje. Los beneficios de rendimiento se derivan de la capacidad de los motores para generar alternativamente torque o resistencia cuando se equilibra la potencia de las ruedas individuales. Los motores eléctricos , como los de otros EV e híbridos, también proporcionan un frenado regenerativo, donde los motores actúan como generadores para cargar la batería del automóvil cuando navega, o incluso proporcionan una acción de frenado en virtud de la resistencia incorporada al generar esa potencia, si está sintonizada para hacerlo

Se podria decir que Honda es una de las principales marcas de automoción que compiten con Tesla, Honda hizo los motores eléctricos del nuevo Accord Hybrid más pequeños utilizando alambres cuadrados de cobre en lugar de redondos en su estator, la parte estacionaria de un motor eléctrico, que genera el campo magnético alterno para hacer girar el rotor, ya que los cables cuadrados se anidan más compactos. Los ingenieros también usaron tres imanes más pequeños en lugar de dos más grandes para el motor, dijo la compañía. Todos estos cambios mejoraron la potencia del automóvil en 14.8, a 181.
Honda también es conocida por sus motores eléctricos integrados, que se ubican entre el motor y la transmisión en modelos híbridos. , Señaló un ingeniero en representación de la empresa. “Las características de potencia, la relación diámetro / longitud y el rendimiento de velocidad y enfriamiento están optimizados para lograr el rendimiento deseado mientras se acomodan en el espacio limitado. No son componentes disponibles en el mercado “.

En el futuro, los motores naturalmente seguirán creciendo en rendimiento y eficiencia. Algunos innovadores buscarán imanes fabricados con elementos más económicos, como hizo recientemente Honda en un proyecto de desarrollo con Daido Steel. Su imán de neodimio no contiene materiales pesados, pero aún es lo suficientemente potente para el uso del vehículo. Las velocidades del motor también mejorarán; en este momento van desde aproximadamente 12,000-18,000 rpm, pero los investigadores están desarrollando motores que pueden alcanzar 30,000 rpm, con la ventaja de que un motor más pequeño y ligero puede hacer el trabajo de uno más grande que gira más lentamente.