Características y funcionamiento de un vehículo eléctrico

Componentes principales de un vehículo eléctrico

Cualquier vehículo eléctrico tiene tres componentes principales:

  • Batería: Almacén de energía.
  • Motor eléctrico: Genera el movimiento.
  • Controladora: Gestiona la corriente eléctrica.

El resto de componentes son principalmente mecánicos que cualquier vehículo puede tener; ruedas, rodamientos, frenos, siergas, chasis, carrozado, asiento, tuercas, etc….

 

Ejemplo de batería extraible

Elemplo de motor eléctrico

Ejemplo de controladora

Descubramos su funcionamiento.

¿Cómo funciona un Vehículo Eléctrico de Movilidad Personal VEMP?

Un vehículo eléctrico usa como fuente de energía baterías en vez de gasolina, gasoil u otro tipo de combustible. Estas baterías transmiten energía al motor eléctrico, generando su propulsión y movimiento. Al no haber gasolina o gasoil no hay combustión y por lo tanto no hay generación de ruido ni emisión de gases contaminantes.

Y la controladora es la que gestiona la corriente eléctrica según las necesidades, es decir, recibe y envía la electricidad bien al motor para ganar o reducir velocidad, a las baterías para que se recarguen, o al puerto USB o equipo de música si el vehículo dispone de ellos. Se encarga de que el funcionamiento del vehículo sea eficaz y seguro.

Principales ventajas de un vehículo eléctrico

  • Funcionan con electricidad: Las baterías se deben conectar a una toma de corriente convencional para cargarlas. Esta energía se almacena en la batería que luego alimenta el motor para hacer desplazar el vehículo.
  • No requieren gasolina, ni bujías, ni filtros, ni bombas, ni aceite, ni caja de cambios.
  • Es mucho más económica su carga (electricidad vs gasolina).
  • La recarga de las baterías se puede hacer en cualquier lugar con toma eléctrica, sin necesidad de desplazarse a una gasolinera.
  • Requiere un mantenimiento básico y mínimo; lo detallamos en este artículo.
  • Son amigables con el medio ambiente, no emite gases contaminantes y las baterías son reciclables.
  • El motor no hace ruido ni emite vibraciones, por lo que es amigable con la sociedad y hace más suave y silenciosa la conducción.
  • Tiene menor probabilidad de averías debido a la menor cantidad de piezas que tiene en comparación de un vehículo de combustión (filtros, aceites, bombas…)
  • No tiene cambios, la velocidad es aumentada por la potencia del motor conforme vayas acelerando.

Nociones básicas, potencia y autonomía de un vehículo eléctrico

Vatios (W) = Voltios (V) x Amperios (Ah)

Con una descripción muy básica podemos decir que, los vatios (W) son aquellas unidades encargadas de medir la potencia eléctrica, valor que se origina a partir de la combinación del voltaje (V), medido en voltios, y la corriente (Ah), medida en amperios.

Pero, ¿qué son los vatios (W), Voltios (V) y Amperios (Ah) en un vehículo eléctrico?, ¿A qué se pueden asociar?

Vatios (W) = es la potencia eléctrica, la velocidad por unidad de tiempo al que la energía eléctrica se transfiere en un circuito eléctrico. De forma más sencilla, podemos considerar que es la cantidad de energía que consume o genera un elemento en un instante determinado. Una adecuada combinación de voltios y amperios hace que el vehículo tenga una combinación eficaz de más fuerza y autonomía.

Voltios (V) = puede asociarse a fuerza, “caballos de potencia”

Normalmente, las baterías eléctricas están disponibles en versiones de 12, 24, 36, 48, 60 y 72V. A más voltios, mayor fuerza/aceleración/”repris”.

Amperios/ Hora = puede asociarse al depósito de combustible

Cuantos más amperios horas tenga el vehículo, mayor será su autonomía y, por tanto, la distancia que puedas recorrer.

Autonomía en los Vehículos Eléctricos

Es el gran reto que tienen los fabricantes de vehículos eléctricos con sus baterías, la distancia que pueden recorrer con una carga. Bien es cierto que la investigación no cesa y se innova constantemente en baterías de carga cada vez más rápida y de mayor autonomía.

Como se ha comentado, la autonomía depende en gran medida de los Amperios (Ah) de las baterías. En este artículo nos centramos en describir algunos factores que afectan a la autonomía de la VEMP por los usos y lugares donde de conduzca; patinetes, bicicletas, motocicletas o de movilidad reducida;

  • Modo de conducción (motos y patinetes) o nivel de asistencia programado (bicicletas): La mayoría de las bicicletas asistidas tienen cuatro niveles. Algunas bicicletas eléctricas simplemente tienen un acelerador con el que puedes variar la asistencia. Cuanta más asistencia uses, menor será la autonomía. Las motos suelen tener tres modos de conducción; eco, normal y sport (de menor a mayor velocidad). Dependiendo del modo que uses, tendrás menor o mayor autonomía. Y algunos patinetes ya vienen con estos modos de conducción, donde ocurre lo mismo que con las motos.
  • Las condiciones del terreno; camino, asfalto, tierra, plano, subida, etc, la autonomía también variará.
  • Un viento constante en contra también disminuirá la autonomía.
  • Lo mismo ocurre si sueles llevar cargas pesadas.
  • El mantenimiento del vehículo también influye en la autonomía, como en el consumo de un vehículo de combustión; la presión adecuada de los neumáticos, el engrase de las piezas mecánicas, etc.. Un vehículo bien mantenido, cuidado y preparado siempre irá más lejos.
  • En el caso de las bicicletas, pedalear en el momento adecuado es vital para la autonomía de la batería. Pedalear en momentos críticos, pedalear cuando aceleras o asciendes una pendiente, hará que la autonomía aumente. Y cuanto más pedalees, mayor será la autonomía.
  • El peso del conductor, sus pertenencias y un segundo pasajero también limita la autonomía del vehículo.
  • El excesivo frio o calor también afecta a la autonomía.

Centrándonos en una moto 50e o 125e (eléctrica), lo normal es que tenga una autonomía media de entre 45 y 80 km/h. 45 km/h en modo de conducción rápida o sport y hasta 80 km/h en modo de conducción normal y eco. Esta autonomía se puede duplicar con una segunda batería según el modelo de la moto.

Comparación con Cv de fuerza en vehículos de combustión

¿A cuántos caballos de fuerza equivale un Vatio (W) y cuánta es la potencia equivalente en cc (centímetros cúbicos) con una moto eléctrica?

Como hemos visto, la potencia de los motores eléctricos se mide en vatios (W), y 1 caballo de fuerza (HP) equivale a 745,7 W y a 16 cc en combustión. Considerando que las motos eléctricas no tienen un motor a combustión como las motocicletas tradicionales, para poder realizar una comparación tendremos que convertir la potencia del motor a un valor estándar.

Como ejemplo y de forma general, si nos ajustamos a la legislación actual, una moto eléctrica de aproximadamente 3.000W corresponde a una moto de carburación de 125cc.

Para este ejemplo, la potencia de los motores eléctricos fluctúa entre 250w – 3000w (los hay de mucha más potencia). Ahora, vamos a hacernos una idea general de la potencia de cada vehículo:

  • El patinete eléctrico de menos potencia máxima es de 250w y la velocidad limitada a 25 km/h.
  • La máxima potencia de un motor eléctrico de 1.200w apenas llegaría a compararse a uno de 27 cc, mucho menor a 50 cc.
  • Un ciclomotor eléctrico 50e, tiene como mucho 3.000w, unos 4,08 Cv y su velocidad limitada a 50 km/h.
  • Una moto eléctrica 125e deberá tener menos de 11000w y menos de 15 Cv.

Esta tabla te puede ayudar a conocer las equivalencias de potencia de tu vehículo:

  • 0,25kw = 250w = 0,34Cv
  • 0,5kw = 500w = 0,68Cv
  • 1kw = 1000w = 1,36Cv
  • 1,2kw = 1200w = 1,63Cv
  • 1,8kw = 1800w = 2,45Cv
  • 2kw = 2000w = 2,72Cv
  • 3kw = 3000w = 4,08Cv (aproximadamente una moto de 50 cc., y cuya velocidad está limitada de 50 km/hora)
  • 6kw = 6000w = 8,16Cv
  • 10kw = 10000w = 13,60Cv
  • 11kw = 11000kw = 15Cv (límite legal poder ser utilizada con tres años de experiencia con el carné de coche B (límite para ser una 125cc o 125e)

Moto eléctrica

Moto de carburación

Mantenimiento que necesita el sistema eléctrico de un vehículo eléctrico (VEMP)

El sistema eléctrico no requiere mantenimiento constante ya que sus componentes cuentan con un diseño óptimo. El motor eléctrico es Trifásico DC, sin escobillas, por lo que, generalmente, no tienen piezas que tengan desgaste mecánico por funcionamiento salvo los rodamientos de las ruedas, frenos, etc.. Las baterías son de Litio selladas, por lo que nunca se deben de abrir para su carga, de la misma manera no necesita componentes como líquidos o aceites. Se recomienda hacer un ciclo carga y descarga completa cada 1 o 2 meses. Si el vehículo moto se almacenará más de 1 mes, realiza la carga cada 15 – 30 días para aumentar la vida útil de la misma.

En cualquier caso, los fabricantes siempre te informan de correcto uso y mantenimiento de las baterías.

La controladora, el motor y otros sistemas eléctricos son componentes que no necesitan ningún tipo de mantenimiento, solo una revisión periódica en el mejor de los casos.

Sin embargo, al tratarse de una máquina, bien sea patinete, bicicleta o moto, se recomienda realizar una revisión periódica del estado de las ruedas, los frenos y luces como una medida de prevención.

¿Qué tipo de tecnología usa el motor en estos vehículos eléctricas?

Es un motor Trifásico DC (Corriente Directa), sin escobillas (brushless DC) que dependiendo del vehículo puede ser tipo HUB, incorporado directamente en la rueda, en su mayoría. O puede ser independiente, instalado en una posición central del vehículo con correa a la rueda trasera, normalmente en las motos. Los motores eléctricos no poseen engranajes internos por lo que no tienen piezas de desgaste.

Recarga de la batería en moto eléctrica

Como hemos visto, la autonomía de una moto eléctrica ronda los 60 kilómetros, pudiéndose superar dicho límite según las características de la batería y modos de conducción. Y agotada dicha autonomía, llega el momento de la necesaria carga de la batería. Actualmente, existen dos opciones:

  • Utilizar puntos de carga públicos: España cuenta, cada año, con más puntos de carga públicos. En la actualidad, hay miles de puntos públicos de carga.
  • Cargar la moto eléctrica desde casa, oficina, etc: Partiendo de que casi todos los VMEP tienen baterías extraíbles, solo necesitas conectar el cable de carga a un enchufe doméstico de 220 voltios.

Otras cuestiones a tener en cuenta son el tiempo que tarda en cargar la batería y el gasto económico que supone dicha carga. Ya existen muchos puntos de recarga por las ciudades e incluso en los aparcamientos de centros comerciales y hoteles, y las tarifas aunque económicas, pueden ser diferentes.

En lo relativo al tiempo que tarda en cargar una moto eléctrica desde este tipo de puntos, hay que valorar la capacidad del depósito y del caudal que proporcione la manguera de carga, además de la capacidad de la batería, de la potencia del cargador y del nivel de carga del que disponga la batería en el momento de enchufarse. Por lo general, el tiempo de una carga completa en un punto público ronda las 4 horas. Aunque los tiempos de carga van reduciéndose por la innovación en las baterías.

En caso de optar por cargar la moto eléctrica en un enchufe de casa, hará falta un enchufe doméstico de 220 voltios. Aquí el tiempo de carga puede variar entre 4 y 6 horas, mientras que el precio que conlleva depende del servicio de luz y gas que tengas contratado con tu proveedor.

También existe la posibilidad de instalar un punto de carga en tu misma casa y así proteger la red eléctrica. En este caso es aconsejable elegir un cargador adecuado para las características de tu moto eléctrica.