Un funcionamiento sencillo y fiable
Es indudable que el automóvil eléctrico se va postulando poco a poco como la primera opción frente al de combustión y de la que, en poco más de diez años, serán los favoritos para circular por las ciudades. Y, aunque se van conociendo datos importantes sobre su autonomía o eficiencia, poca gente sabe realmente cómo funciona un elemento clave: el voltaje de estos coches eléctricos.
Estos motores cuentan con menos piezas móviles, un funcionamiento sencillo y fiable sin sistema de refrigeración ni caja de cambios convencional. A grandes rasgos, el usuario solo se debe preocupar por rellenar el depósito del limpiaparabrisas y el del líquido de freno. Pero hay algo más profundo que todo esto, y no es otra cosa que todo lo que engloba el sistema eléctrico de los mismos.
Qué es el voltaje
Esencialmente, el sistema de propulsión de coche eléctrico se compone de varios elementos. Estas son la toma de corriente, el cargador embarcado, el pack de batería, el convertidor de corriente, 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 y de una unidad electrónica de control que gestiona todos los sistemas del coche, así como el funcionamiento del coche en general.
Actualmente existen dos líneas de desarrollo: los vehículos puramente electrificados, conocidos por sus siglas EV, y los híbridos con propulsión eléctrica, tanto los convencionales autorrecargables (HEV), como los enchufables, los PHEV. El principio de funcionamiento de los primeros se caracteriza por su sencillez, y es prácticamente el mismo que en sus comienzos.
Este consiste en una fuente primaria de energía, las baterías o celdas de combustible, y un motor rotario: el propulsor como tal. Asimismo, se le ha agregado un conversor para la transformación de la energía proveniente de la fuente, y el control de velocidad del vehículo. Pero, entonces, en ¿qué se centran sus voltajes?
En este sentido, este se define como la magnitud encargada de establecer la diferenciación de potencial eléctrico que existe entre dos puntos. Es por esto que también se le conoce como tensión eléctrica, o diferencia de potencial eléctrica. En su definición más técnica, el voltaje consiste en el trabajo que ejerce una unidad de carga eléctrica en una partícula de un campo eléctrico determinado, de forma que dicha unidad sea capaz de moverse a través de dos puntos. Es ahí donde entra otro punto muy diferenciador.
Su función en los coches eléctricos
Al respecto, ahí es donde entra la corriente eléctrica. Esta, básicamente, es producida por cuando dos puntos de diferente potencial eléctrico se presentan con un conductor. Esta corriente será la encargada de llevar una parte de la carga eléctrica proveniente del punto de mayor potencial, hasta el punto de potencial más bajo.
Con un trabajo más que importante en este tipo de vehículos, lo cierto es que los coches convencionales, desde mediados de la década de los 1950, tenían sistemas eléctricos que funcionaban (y gran parte siguen haciéndolo) con 12 voltios, salvo excepciones. Entre esas excepciones están los vehículos con sistemas eléctricos de mayor recorrido, aunque es verdad que una buena mayoría de ellos se corresponden a vehículos militares que requieren de sistemas redundantes y de una mayor capacidad eléctrica para hacer funcionar accesorios extra y dispositivos especiales.
Más recientemente encontramos automóviles con grandes demandas de energía eléctrica, especialmente coches de lujo, que utilizan ya sistemas eléctricos de 400 V, incluso de 800, como lo hace el Porsche Taycan. De hecho, y aunque hoy estos voltajes se vean tímidamente en los coches eléctricos, esta parece la dirección en un futuro no muy lejano, en las cuales las infraestructuras de cargas se verán incrementadas por encima de esas cifras.
Ciertamente, este nuevo concepto de aumento de voltaje en los coches ha venido por una necesidad de seguridad. Probablemente lo recuerdes, pero hace unos años, en 2016, surgió la polémica por la muerte de un conductor de un Tesla S en Amsterdam. Entonces, los bomberos que acudieron al accidente tardaron más de lo normal en excarcelar al hombre por las precauciones que debieron tomar para asegurarse de no morir electrocutados.
Tipos y características
Una vez entendidos cómo se encuentran hoy y qué sistemas eléctricos equipan, vale la pena adentrarse en un aspecto que lo relaciona directamente. Hablamos de los dos tipos de corriente eléctrica que existen en la actualidad, y de los cuales se desembocará en los diferentes tipos y técnicas de voltajes que comprenden estos coches eléctricos.
Porque no; más allá de que sean de 24 o 48 V, no todas las formas son iguales. Y es que estas pueden llegar a variar dependiendo de sus características, lo que da lugar a la existencia de diferentes mediciones. Pero antes que entrar en esta materia, hay que distanciar los conceptos mencionados: corriente continua (DC) y corriente alterna (AC). La diferencia entre ambas es cómo se mueven los electrones dentro del compuesto.
Si bien la mayoría de electrodomésticos se alimentan con corriente alterna (AC), la batería de cualquier dispositivo, como un teléfono móvil o un ordenador portátil, solo puede cargarse con corriente continua (DC). En el caso de la batería de un coche eléctrico también, por lo que es importante conocer cómo trabaja ese voltaje.
Voltaje de corriente continua
El voltaje de corriente continua, o VCC, es aquel en el que la corriente es pura, de manera que no presenta alteraciones. Comúnmente se encuentran localizadas en las baterías de coches más grandes, pues estos exigen un voltaje constante para poder funcionar correctamente.
Al fluir en una sola dirección, el voltaje de la corriente continua (DC) de los coches eléctricos es la única que puede almacenarse en una batería. Por tanto, para cargar vehículo a la corriente alterna (AC) de la red debe convertirse a continua (DC). Es lo que popularmente se conoce como transformación de corriente. Habitualmente, esta conversión puede realizarla el cargador de a bordo integrado en el automóvil o puede realizarse externamente con un cargador de pared o en puntos de carga públicos. Estos son capaces de proporcionar hasta 100 kW de AC.
Voltaje de corriente alterna
A su vez, encontramos la conocida como voltaje de corriente alterna, VAC. Esta es la que utiliza un sistema como campo magnético rotatorio. Es la forma más evidente de distanciarla de la VCC, donde se olvida de aplicar magnetismo de forma uniforme y constante. Así, cuando cambia la posición de los polos, también cambia el sentido del flujo de electrones.
Por otra parte, esto lo hace algo más compleja que la primera, por lo que, en lo que se refiere a coches eléctricos, este voltaje hace que la carga dependa del conector. Por lo general, se hace desde una base de enchufe doméstico y sin comunicación entre vehículo y punto de carga. El tiempo de carga irá en función de la capacidad de la batería.
El vehículo se carga en un dispositivo enchufable normalizado. En la red monofásica, emplea la intensidad y voltaje eléctricos del mismo nivel que una vivienda, es decir, 16 amperios y hasta 250 voltios. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto es de aproximadamente 3,7 kW. En la red trifásica, el voltaje es de 480 V y 11 kW de potencia máxima, recortando el tiempo a la mitad.
Corriente monofásica
Es la que habitualmente encontramos en las tomas de corrientes de nuestros hogares. Identificada como CA, su potencia puede girar en torno a los 220 o 230 voltios, cuyas potencias máximas estarían comprendidas entre los 13,86 kW y 14,49 kW.
Es probable que la tenencia de un coche eléctrico provoque tener que avisar al proveedor para que aumente la potencia contratada. ¿Por qué? Pues porque no sería muy cómodo tener que desconectar continuamente la gran parte de nuestros electrodomésticos y dispositivos para cargar las baterías del automóvil. Es por esto que, aunque bien es utilizada, no es tan frecuente como la corriente trifásica.
Corriente trifásica
Mucho más efectiva y recomendada para realizar las cargas de electricidad y voltaje de nuestros coches eléctricos, se recomienda especialmente para aquellos que tengan contratados más de 10 kW. Es requerida, en su caso, para los que puedan necesitar más potencia para su funcionamiento, que sí que requieren de este tipo de modalidad.
Aquí entran los conocidos Wallbox, o estaciones de recarga. Estos son los que suelen admitir ambas opciones (monofásica y trifásica), aunque la segunda tiene la ventaja de que es capaz de rendir con potencias más altas y, por lo tanto, conseguirá que la recarga de nuestros automóviles se haga en tiempos bastante menores.
Fuente: adslzone
