¿Qué tamaño tiene el “tanque de combustible” de un vehículo eléctrico?

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Los entusiastas de los vehículos eléctricos plantean con frecuencia dos preguntas perfectamente razonables: "¿Por qué la mayoría de los vehículos eléctricos tienen velocidades máximas limitadas electrónicamente?" y “¿Por qué la autonomía es menor en comparación con un coche similar con motor de combustión interna?”.

Para abordar estas preguntas es necesario examinar la densidad de energía de los distintos combustibles de propulsión y, por supuesto, la energía comparable almacenada en el paquete de baterías de alto voltaje que normalmente impulsa los motores de un vehículo eléctrico.

Contenido energético de la gasolina y el diésel.

Comencemos con el contenido energético de los dos combustibles más populares en el mundo actualmente. Un litro de gasolina tiene un contenido energético de 9 kWh, mientras que un litro de diésel tiene casi 10 kWh. Para poner estos datos en perspectiva, un típico coche compacto con un modesto depósito de combustible de 40 litros, si es gasolina, significa que lleva 360 kWh de energía y si es diésel, el equivalente son 400 kWh.

Contenido de energía de la batería de alto voltaje

Una batería de alto voltaje típica en un vehículo compacto hoy en día tiene un contenido energético neto de entre 50 y 80 kWh. Net es la palabra clave aquí, porque el contenido total de energía de la batería de alto voltaje no está disponible para la transmisión. Hay un amortiguador superior e inferior necesario en el paquete. El buffer superior siempre es más bajo que el buffer inferior porque la descarga profunda de una batería de alto voltaje puede ser catastrófica, por lo que los fabricantes son un poco más generosos con el buffer inferior. En general, cuanto mayor sea el buffer, más durará la batería. Este es un tema muy difícil de abordar para los fabricantes porque un mayor buffer significa que hay menos energía neta disponible para mover el vehículo, por lo que se ven obligados a aumentarla con más módulos, lo que a su vez aumenta el peso y los requisitos de espacio en el automóvil. El tema del buffer es muy importante, por eso los fabricantes sugieren que para el uso diario, la carga de la batería se debe mantener entre el 20-80%. De esta manera, podemos aumentar los buffers superior e inferior simplemente ajustando nuestros hábitos de carga.

Comparando los métodos de propulsión.

En la siguiente tabla comparamos tres métodos de propulsión en el mismo coche: gasolina, diésel y eléctrico y los contenidos energéticos equivalentes entre los “combustibles”. Usamos el Peugeot 208 como ejemplo, pero las cifras son similares a las de otros autos disponibles en múltiples versiones de combustible. Convertimos todos los combustibles a kWh para facilitar la comparación directa.

Wrap-up

Con la tecnología de baterías actual, un tanque de combustible típico en un vehículo con motor de combustión transporta casi diez veces más energía que una batería típica. Por otro lado, la eficiencia muy superior ayuda al vehículo eléctrico. Podemos ver fácilmente en la tabla anterior que el coche eléctrico necesita casi tres veces menos energía que el coche equivalente con motor de combustión interna para la misma distancia recorrida, lo cual es de esperar ya que el motor eléctrico puede alcanzar una eficiencia de hasta el 94%, mientras que los modernos motores turboalimentados e inyección directa de combustible, gasolina y diésel alcanzan eficiencias de hasta el 38-40%. Entonces, ¿cuánta energía necesitan los vehículos eléctricos para tener una autonomía comparable? Tomando como referencia la tabla anterior, necesitamos 128 kWh para coincidir con el modelo de gasolina y 158 kWh para lograr la misma autonomía que el diésel. La cifra real es aún mayor, ya que si llevamos este tipo de baterías en el coche, la penalización de peso será enorme y el consumo eléctrico aumentará. Por lo tanto, tener la misma autonomía que un vehículo ICE es prácticamente imposible con la tecnología de batería actual. Sin embargo, la evidencia preliminar sugiere que las baterías de estado sólido pueden cerrar significativamente esa brecha. También deberían ayudar significativamente con otro problema relacionado: la carga.

Puedes ver la comparación de potencia de carga entre los combustibles en la siguiente tabla.

Los vehículos eléctricos más avanzados de la actualidad pueden cargarse con hasta 270 kW de potencia. La potencia de “carga” equivalente a un depósito de 50 litros es de 13.500 kW para la gasolina y 15.000 kW para el diésel. Esto se debe a que el tiempo de “carga” es de aproximadamente 2 minutos para el vehículo ICE. Una vez más, la diferencia en la velocidad de "carga" es enorme a favor del vehículo ICE.

Obviamente, esto se puede mitigar hasta cierto punto cargando el vehículo eléctrico durante la noche, cuando no se esté utilizando, algo que no se puede hacer con un coche ICE. Además, debido al hecho de que el “tanque” de los vehículos eléctricos es mucho más pequeño, la diferencia real en los tiempos de carga no es tan grande como sugiere la diferencia en las tasas de carga. Aún así, obviamente necesitamos opciones de carga aún más rápidas, y es bueno que no estén muy lejos.