¿Los coches eléctricos consumen mucha energía?

Poco antes, los motores de combustión interna que producían entre 150 y 200 CV se consideraban vehículos de alto rendimiento y a menudo llevaban etiquetas como GTi, TypeR y S.

En el ámbito ICE, los automóviles suelen comenzar con cifras de potencia modestas, y los aumentos hacia una mayor producción suelen ser incrementales. El auge de los vehículos eléctricos está a punto de cambiar esa dinámica drásticamente.

Aunque los vehículos eléctricos ofrecen una gama más pequeña de modelos que los automóviles con motor de combustión interna, sus índices de potencia ya se están elevando a alturas extraordinarias. ¿Qué impulsa esta tendencia? ¿Está justificado un desempeño tan extremo? Exploremos.

El escenario de los vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos básicos ahora entregan entre 150 y 200 caballos de fuerza. Estamos siendo testigos de sedanes orientados a la familia, como el Tesla Model S Plaid y Lucid Air, que generan niveles de potencia que rivalizan con los de un automóvil de Fórmula 1. Incluso el Tesla de menor potencia, el Modelo 3, produce 325 caballos de fuerza con cifras de torque similares a las de un motor V8 de aspiración natural de 4.2 litros.

Los vehículos eléctricos han democratizado con éxito el par, la potencia y el rendimiento general. En toda la historia de la industria automotriz, este nivel de capacidad nunca antes había sido accesible para los compradores de ingresos medios.

Quiero resaltar la importancia del torque aquí. Si bien en el pasado era posible encontrar altas potencias a precios razonables, un par alto siempre fue prohibitivamente caro. Generar un par sustancial en un motor de combustión interna generalmente requiere una gran cilindrada, inducción forzada o una combinación de ambas, características generalmente reservadas para vehículos de lujo fuera del alcance de la mayoría de los consumidores.

En el mundo de los vehículos eléctricos, el par máximo es una propiedad inherente al motor. Es abundante y, lo que es más importante, está disponible de inmediato. ¿Necesitas más? Simplemente instale un motor adicional en el eje opuesto y se cumplirá el requisito.

¿Necesita más torque en un ICE? Necesitas agregar más cilindros. Si superas la barrera de los 4 cilindros, la cosa empieza a salir más cara porque necesitas más de todo. En un V6 normalmente necesitas 4 árboles de levas, 24 válvulas y quizás dos turbos. Ya entiendes la imagen.

Pero ¿por qué es tan importante el torque? Bueno, el torque te dice cuánta potencia tienes a determinadas RPM y esto es muy importante en una aplicación de alto peso, como un automóvil, porque también te informa de la elasticidad del motor y su capacidad para una aceleración intermedia, como 30-70 km/h, 60-100 km/h, etc.

Para el conductor cotidiano, el par es lo primero que aprecia. En la siguiente tabla, los motores de combustión interna y los vehículos eléctricos se comparan en cuanto a potencia a 1500 rpm. Explica fácilmente la diferencia en la aceleración del mundo real entre los dos tipos de propulsión.

¿Cuánta potencia se necesita?

No existe una única solución definitiva para esta cuestión. Sin embargo, podemos establecer escenarios específicos para evaluar la producción de energía requerida. Seleccionamos tres cálculos: la potencia necesaria para mantener una velocidad constante de 130 km/h, un límite estándar en las carreteras; la potencia necesaria para alcanzar la velocidad máxima de un vehículo eléctrico específico; y la potencia máxima teórica derivada de las capacidades de salida máxima del vehículo.

La demanda de energía a 130 km/h sirve como indicador clave de la eficiencia total del vehículo, siendo el rendimiento aerodinámico un factor crítico en esta ecuación.

Si bien la aerodinámica también influye en la velocidad máxima, los datos siguientes también ilustran cuán conservadoramente se limitan las velocidades máximas de estos vehículos.

La mesa final es un ejercicio puramente conceptual. Las velocidades máximas teóricas enumeradas suponen perfiles aerodinámicos sin cambios, una condición que puede no ser cierta en entornos prácticos. Además, en realidad, los motores eléctricos sólo pueden mantener su potencia máxima durante unos segundos.

El desafío de frenado

Sin duda, una potencia y un par elevados son deseables, especialmente cuando van acompañados de un modesto aumento de coste (tanto en fabricación como en consumo de energía), pero el aspecto más problemático de la alta potencia es su control. Un objeto que acelera rápidamente también debe poder desacelerar rápidamente.

Los vehículos eléctricos combinan alta velocidad con una masa sustancial, lo que crea un desafío importante para sus sistemas de frenado. Afortunadamente, los vehículos eléctricos están equipados con dos mecanismos de frenado distintos.

La respuesta inicial proviene del propio motor. Para tasas de desaceleración de hasta 0,3G, los frenos hidráulicos convencionales suelen permanecer inactivos. Cuando se requiere una mayor desaceleración, los frenos hidráulicos se activan. La principal dificultad (y el mayor dolor de cabeza) radica en combinar estos frenos.

Lograr el equilibrio adecuado entre los dos sistemas de frenos exige un ajuste meticuloso para ofrecer tanto el rendimiento como la sensación del pedal que los conductores esperan. En términos de rendimiento, la tecnología moderna permite una potencia de frenado máxima mediante el empleo de materiales sintéticos de última generación, como los rotores de cerámica de carbono. Si bien los vehículos eléctricos de gran tamaño claramente se beneficiarían de esta capacidad, el alto precio continúa limitando su implementación generalizada.

Comentarios finales

Es evidente que los niveles de potencia de los vehículos eléctricos convencionales han aumentado drásticamente. El enorme par que generan los motores eléctricos desde parado proporciona a los vehículos eléctricos características de aceleración comparables a las de los superdeportivos, tanto en ráfagas de régimen medio como desde velocidad cero.

Estos avances surgen de la arquitectura comparativamente sencilla de un motor eléctrico frente a un motor de combustión interna, así como de la relativa facilidad para aumentar la potencia del motor. Sin embargo, los coches eléctricos tienden a pesar más que sus equivalentes ICE, lo que afecta negativamente al rendimiento de frenado, especialmente en situaciones dinámicas.

Los coches eléctricos tienen frenado regenerativo para ayudar en la tarea crucial de reducir la velocidad en el vehículo, pero la sensación y el rendimiento de frenado ciertamente podrían mejorar.

Las tablas anteriores muestran claramente que la potencia de los coches eléctricos, teniendo en cuenta sus velocidades máximas limitadas, es exagerada. Quizás en los próximos años, cuando los coches eléctricos se vuelvan más ligeros gracias a tecnologías avanzadas de baterías, veamos una reducción en la producción de energía de los vehículos eléctricos. Después de todo, ¿quién necesita 1000ps en una vía pública?