Las transmisiones eléctricas marcan un cambio fundamental en el panorama automovilístico. En consecuencia, muchas piezas que existen en un vehículo con motor de combustión interna (ICE) se vuelven innecesarias en un vehículo eléctrico. Algunos componentes conservan funciones similares, mientras que otros asumen funciones nuevas. Este artículo pretende delinear las principales diferencias entre los ICE y los coches eléctricos.
¿Qué ha cambiado?
Comencemos con el elemento exclusivo de los vehículos eléctricos: la batería de alto voltaje. Esta batería sirve como contraparte eléctrica del tanque de combustible de un automóvil ICE, suministrando la energía eléctrica esencial al motor eléctrico.
Otro componente distintivo de un vehículo eléctrico es el motor eléctrico. Su trabajo es convertir la energía eléctrica en movimiento mecánico para impulsar el automóvil. Sin embargo, la interacción no es sencilla porque el motor y la batería funcionan en diferentes “lenguajes” eléctricos: la batería de alto voltaje usa CC (corriente continua), mientras que el motor funciona con CA trifásica (corriente alterna).
Es obvio que necesitamos un “intérprete” entre esas dos partes. Esta función la asume el dispositivo electrónico de potencia comúnmente conocido como inversor.
La electrónica de potencia es responsable de convertir la CC de la batería de alto voltaje en CA trifásica para el motor eléctrico durante la propulsión. Lo contrario sucede durante el frenado regenerativo: la CA se convierte en CC para cargar la batería de alto voltaje.
La eficiencia del inversor juega un papel crucial en la eficiencia general del vehículo eléctrico. Pero la electrónica de potencia no es el único "intérprete" en un vehículo eléctrico. El cargador integrado es el segundo dispositivo de conexión. Convierte la CA monofásica o trifásica de la red a CC para cargar la batería. Cuando utilizamos carga de CC de alta potencia, se omite el cargador integrado.
Otro ámbito muy diferente es la calefacción del habitáculo del vehículo eléctrico: calefactores PTC (coeficiente de temperatura positivo) y bombas de calor. Esos dispositivos no existen en los vehículos ICE, que desperdician mucha energía térmica (debido a la baja eficiencia térmica de sus motores) y es fácil utilizar parte de ella para calentar sus cabinas.
Sin embargo, en los vehículos eléctricos esto no es posible. La alta eficiencia de la transmisión significa que la energía térmica producida es mínima. Por eso se necesitan diferentes dispositivos para producir el calor necesario tanto para el habitáculo como para la batería.
El convertidor DC/DC es otro componente completamente nuevo. Este dispositivo se encarga de convertir el Alto Voltaje CC de la batería a 12V para los consumidores de bajo voltaje del coche (luces, infoentretenimiento, elevalunas eléctricos, espejos).
Por último, la toma de carga también es un componente singular que encontramos en un coche eléctrico.
¿Qué es diferente?
Si bien tanto los vehículos ICE como los eléctricos utilizan el compresor de aire acondicionado, la forma en que alimentan este componente es completamente diferente. En un coche eléctrico, el compresor del aire acondicionado es un dispositivo de alto voltaje y funciona con la batería. Sin embargo, en un automóvil ICE, esta es una parte mecánica que toma energía del cigüeñal del motor. Por eso, cuando encendemos el aire acondicionado en un coche ICE, podemos sentir una ligera pérdida de potencia ya que el compresor del aire acondicionado le quita algo de potencia al motor.
Ambos tipos de coches utilizan cajas de cambios, pero es mucho más sencillo en un coche eléctrico (salvo algunas excepciones notables), normalmente viene con una sola velocidad. En los turismos modernos con motor de combustión ya se están generalizando las transmisiones automáticas de 9 velocidades. La razón por la que esto sucede se trata en este artículo.
La filosofía del sistema de frenado también difiere entre los vehículos ICE y los eléctricos. En la mayoría de los vehículos eléctricos, cuando el conductor pisa el pedal del freno, el motor eléctrico actúa como un generador que realiza el frenado inicial y recarga la batería al mismo tiempo; por eso lo llamamos "frenado regenerativo".
Si el conductor necesita más potencia de frenado, existe un umbral tras el cual el sistema hidráulico convencional frena el coche. En la mayoría de situaciones cotidianas, los coches eléctricos no utilizan ningún sistema de frenado convencional, lo que prolonga la vida útil de las pastillas y discos de freno. Sin embargo, en un automóvil ICE, los frenos hidráulicos se utilizan cada vez que el conductor pisa el pedal del freno.
Otra diferencia entre los coches eléctricos y los de gasolina es la simplicidad del propio motor. El motor eléctrico prácticamente no necesita mantenimiento y sólo tiene dos piezas móviles. Por el contrario, el motor de combustión interna tiene muchas piezas móviles: un motor promedio de 4 cilindros tiene al menos 40. Necesita cambios regulares de filtros de aceite y combustible, la cadena o correa de distribución es vital y necesita mantenimiento, las correas Poly-V hacen funcionar todos los componentes auxiliares; como usted sabe por experiencia, esta lista sigue y sigue.
¿Qué es lo mismo?
Todo lo que tiene que ver con la suspensión, las ruedas y los neumáticos es bastante similar entre los coches ICE y los eléctricos. Empezando por la suspensión, se utilizan las mismas arquitecturas en ambos tipos de coches.
Los coches eléctricos que se basan en plataformas ICE suelen tener el mismo diseño de suspensión que sus compañeros ICE. Los automóviles eléctricos que se basan en plataformas EV dedicadas, en su mayoría utilizan diseños de suspensión totalmente independientes, como multibrazo, doble horquilla y puntales McPherson.
Por supuesto, los amortiguadores y muelles están adaptados en los coches eléctricos para hacer frente al peso extra.
Los neumáticos también tienen un diseño similar entre los ICE y los eléctricos. Existen neumáticos para ambos tipos de vehículos que ofrecen características de baja resistencia a la rodadura. Las ruedas solían ser diferentes entre los autos ICE y los eléctricos debido al diseño “aerodinámico” que usan la mayoría de los autos eléctricos para reducir la resistencia aerodinámica, pero ya no. Muchos modelos ICE recientes están equipados con ruedas “aerodinámicas” que también reducen el flujo turbulento alrededor de las ruedas. Esa diferencia aparentemente pequeña en el diseño afecta a 1/3 de la resistencia total de un automóvil.
Finalmente, el sistema de dirección tanto en los vehículos ICE como en los vehículos eléctricos es similar. Ambos están equipados con sistemas electromecánicos con las correspondientes unidades de control. Los sistemas electromecánicos son obligatorios porque pueden admitir sistemas avanzados de asistencia al conductor, como el asistente de carril y el estacionamiento autónomo.
Conclusions
En resumen, las principales distinciones entre los vehículos con motor de combustión interna y los modelos eléctricos surgen de sus sistemas de propulsión fundamentalmente diferentes, que exigen conjuntos de componentes completamente separados. Una vez que dejamos de lado esas diferencias, el terreno común se vuelve evidente: después de todo, ambos son automóviles y muchas piezas se comparten a pesar de los sistemas de propulsión divergentes.
Esa superposición es ventajosa; Si los vehículos eléctricos hubieran sido diferentes a los autos ICE en todos los aspectos, sus costos se habrían disparado y la adopción masiva habría progresado mucho más lentamente.
