El lenguaje de los vehículos eléctricos
Si eres nuevo en vehículos eléctricos (EV), comprender la tecnología y la terminología a veces puede resultar confuso. Después de todo, el motor de combustión interna (ICE) de los vehículos a gasolina existe desde hace más de 130 años, y muchas personas tienen un conocimiento básico de su funcionamiento. En el caso de los coches eléctricos, términos como caballos de fuerza, galones y millas por galón se sustituyen por voltios, amperios, kW, kWh y millas/kWh.
La buena noticia es que los conceptos básicos de la tecnología de los vehículos eléctricos son relativamente sencillos, ya que los vehículos eléctricos en realidad tienen menos componentes y piezas móviles. Y como propietario de un vehículo eléctrico, solo necesitará comprender los fundamentos de la tecnología de vehículos eléctricos y los términos básicos que describen la potencia, la capacidad, la carga y la eficiencia.
Ya sea que estés comprando tu primer vehículo eléctrico o acabas de empezar a ser propietario de un vehículo eléctrico, aquí tienes una guía sencilla que te ayudará a entender los términos más comunes sobre vehículos eléctricos.
Conceptos básicos sobre vehículos eléctricos
Repasemos primero el funcionamiento básico de un vehículo eléctrico. Si alguna vez jugaste con un coche a control remoto (RC) cuando eras niño, es probable que ya sepas lo básico.
Un vehículo eléctrico a batería (BEV) tiene cuatro componentes clave:
- El (los) motor (es) eléctrico (es)
- El paquete de baterías principal, también conocido como batería de tracción
- El sistema de carga
- Diversas unidades de control electrónico
Cuando conectas un cargador a un vehículo eléctrico, utilizas el sistema de carga para carga el paquete de baterías principal. El paquete de baterías es esencialmente el tanque de combustible de un vehículo eléctrico, que almacena energía en forma de electricidad. La energía almacenada en el paquete de baterías alimenta los motores eléctricos que impulsan el vehículo. Hay varias unidades de control electrónico que administran la carga, la batería, los accesorios y la capacidad de conducción del vehículo.
En un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV), existen los mismos componentes básicos de los vehículos eléctricos, además de un motor de combustión interna y un tanque de combustible. Los vehículos eléctricos híbridos (HEV) convencionales también tienen los mismos componentes eléctricos básicos que los PHEV, pero no pueden cargarse con un cargador externo.
Conceptos básicos de electricidad
No es necesario ser ingeniero eléctrico ni recordar la física de la escuela secundaria para entender la electricidad. La manera más fácil de pensar en la electricidad es usar una analogía con el agua.
La electricidad es esencialmente el flujo de partículas cargadas llamadas electrones. Estos electrones fluyen de una fuente a otra, como del cargador a la batería del vehículo eléctrico y luego al motor eléctrico. Los cables y alambres actúan como mangueras por las que pasan los electrones.
El flujo de electrones es análogo al flujo de agua. Imagina usar la manguera de tu jardín para llenar un balde. Usas el grifo para controlar el flujo y la presión del agua. El agua fluye a través de la manguera y entra en el balde. El agua llenará el balde a diferentes velocidades y hasta una capacidad determinada. Cuando cargas tu vehículo eléctrico en casa, el cargador (grifo) controla los electrones que fluyen desde la fuente de energía eléctrica de tu hogar, a través del cable (manguera) y hasta la batería del vehículo eléctrico (balde).
Tensión
Como conductor de un vehículo eléctrico, se encontrará con el término voltaje. El voltaje, medido en voltios (V), es la cantidad de presión asociada con la electricidad. Cuanto mayor sea el voltaje, mayor será la cantidad de presión que «empuja» los electrones a través de un cable.
Volviendo a nuestra analogía con el agua, cuando abres completamente el grifo, la presión del agua es alta cuando entra en la manguera. La presión del agua también puede cambiar al usar el grifo, los diferentes tamaños de manguera, las bombas y la gravedad. Del mismo modo, el voltaje eléctrico puede variar según el diseño del vehículo y la fuente de electricidad.
Cuando usa un cargador de nivel 1, funciona a 110 voltios. Por el contrario, un cargador de nivel 2 funciona a 240 voltios. El voltaje más alto del cargador de nivel 2 permite una carga más rápida de tu vehículo eléctrico.
La mayoría de los vehículos eléctricos a batería modernos utilizan un sistema de 400 voltios. Los vehículos eléctricos como el Hyundai Ioniq 5 y el Kia EV6 utilizan un diseño de 800 voltios. El voltaje más alto permite una carga más rápida porque permiten una mayor presión de electricidad.
Amperios (A)
Los amperios (A), abreviatura de amperios, son una medida de la intensidad de una corriente eléctrica. Esencialmente, es la velocidad de flujo con la que los electrones se mueven a través de un cable o circuito.
La velocidad de los electrones que fluyen a través de un cable es como la velocidad del agua que fluye a través de una manguera. Cuanto más rápido fluya el agua por la manguera, más rápido llenarás el balde. Cuanto más rápido sea el flujo de electricidad, mayor será el amperaje.
Si observa el panel de interruptores eléctricos de su hogar, es probable que vea diferentes disyuntores para 15 A, 20 A, 30 A y 40 A. Cuanto mayor sea el amperaje, más electricidad podrá fluir por el circuito.
Una de las principales diferencias de los cargadores domésticos de nivel 2 es su amperaje. En general, un cargador de 48 A puede cargar una batería de un vehículo eléctrico a un ritmo más rápido que un cargador de 30 A. Algunos cargadores de nivel 2 pueden alcanzar los 80 A y pueden ser útiles si tienes un vehículo eléctrico con una batería muy grande. El modelo de tu vehículo eléctrico y la potencia eléctrica de tu casa te ayudarán a determinar el amperaje necesario para un cargador doméstico de nivel 2.
Kilovatio (kW)
Un vatio (W) es una medida de energía o potencia eléctrica. Un kilovatio (kW) es una medida de vatios en miles.
En nuestra analogía con el agua, esto se puede ver como la cantidad de energía que tiene el agua cuando sale de la manguera. Abrir completamente el grifo aumenta la presión del agua (voltaje), lo que permite que el agua fluya a una velocidad alta (amperios) a través de la manguera. Esto da como resultado una gran cantidad de energía (kilovatios) que tiene el agua al salir de la manguera.
En su hogar, probablemente haya notado que algunas de sus bombillas son de 40 W, 60 W o 100 W. Esto es una indicación de la cantidad de energía eléctrica que consume la bombilla. Una bombilla de 100 W consume más energía y será más brillante que una bombilla de 40 W.
Es probable que encuentre kilovatios en algunas áreas diferentes como propietario de un vehículo eléctrico. Los fabricantes de automóviles a veces comunican la potencia de los motores eléctricos del vehículo en kilovatios. Esto es similar a cómo se mide la potencia de un motor de combustión interna en caballos de fuerza. De hecho, 1 kW equivale a 1,34 caballos de fuerza. Por ejemplo, el motor único de un Hyundai Ioniq 5 produce 125 kW de potencia, lo que equivale a 167 caballos de fuerza.
También verás la carga de los vehículos eléctricos medida en kilovatios. Una camioneta Ford F-150 Lightning tiene una velocidad máxima de carga en corriente continua de 150 kW, mientras que un Chevrolet Bolt tiene una velocidad máxima de carga en corriente continua de 55 kW. Estas cifras indican la mayor cantidad de energía eléctrica que cada vehículo puede absorber en un momento dado. Gracias a su mayor velocidad máxima de carga, la F-150 Lightning puede aceptar más energía eléctrica que la Bolt.
Cuando utilices una estación de carga rápida DC de nivel 3, notarás que los diferentes cargadores tienen diferentes clasificaciones energéticas. Es probable que veas cargadores con potencias de 50 kW, 100 kW, 150 kW o 350 kW, lo que indica la potencia del cargador. En general, un cargador de 350 kW proporciona mucha más energía a un vehículo que un cargador de 50 kW. La cantidad real de energía que recibe tu vehículo depende de muchos factores, como el sistema de carga del vehículo y el estado de carga de la batería.
Kilovatio-hora (kWh)
No debe confundirse con un kilovatio (kW), un kilovatio-hora (kWh) es simplemente la medida de almacenamiento de la energía eléctrica.
Piense en los kWh como el equivalente eléctrico a galones de gasolina. Un vehículo a gasolina almacena gasolina en galones o litros en su tanque de combustible. Un vehículo eléctrico almacena energía eléctrica en kWh en su batería. En nuestra analogía con el agua, esta es una medida de la cantidad de agua en el balde.
Al comparar diferentes vehículos eléctricos, una de las diferencias más notables es el tamaño de la batería. Los vehículos eléctricos están disponibles en una variedad de tamaños de batería. La camioneta eléctrica a batería Ford F-150 Lightning está disponible con una batería de 131 kWh. En comparación, el Chevrolet Bolt con batería eléctrica tiene una batería de 65 kWh.
Algunos modelos vienen con una batería de rango estándar o una batería de largo alcance. La batería eléctrica Hyundai Ioniq 5 de gama estándar es de 58 kWh. El modelo de largo alcance viene con una batería de 77,4 kWh. En general, el paquete de baterías de kWh más grande almacena más energía y, a menudo, eso puede resultar en una mayor autonomía.
Los híbridos enchufables y los híbridos convencionales tienen baterías más pequeñas, ya que también utilizan un motor de gasolina como fuente de energía. Por ejemplo, un híbrido enchufable (PHEV) Hyundai Tuscon tiene un tamaño de batería de 13,8 kWh. Un Hyundai Tucson híbrido (HEV) tiene un tamaño de batería de 1,5 kWh.
Al cargar tu vehículo eléctrico, notarás que el cargador y el vehículo mostrarán la cantidad de kWh de energía suministrada al vehículo. Básicamente, se trata de la cantidad de electricidad, medida en kWh, que se ha agregado a la batería en un momento dado. Esto es similar a la cantidad de galones o litros de gasolina que se han puesto en el tanque de gasolina.
Eficiencia
En el caso de los vehículos que funcionan con gasolina, la eficiencia del combustible es una medida de la eficiencia con la que el vehículo utiliza el combustible para recorrer una distancia determinada. La EPA mide la eficiencia de los vehículos a gasolina en millas por galón (mpg), es decir, la distancia que recorrerá el vehículo con un galón de gasolina.
En el caso de los vehículos eléctricos, la EPA mide la eficiencia en MPGe, o millas por galón de gasolina equivalente. Ha determinado una cantidad de energía eléctrica igual a la energía de un galón de gasolina. Por ejemplo, una Ford F-150 con un motor turbo V6 tiene una clasificación de la EPA de 20 MPG en ciudad y carretera. En comparación, una Ford F-150 Lightning Extended Alcance batery-electric tiene un equivalente a 70 MPGe combinados en ciudad y carretera.
También verás la eficiencia de los vehículos eléctricos medida en kWh por cada 100 millas. Esta es la cantidad de energía eléctrica (kWh) de la batería que se utiliza para recorrer una distancia de 160 km. Las 70 MPGe de la F-150 Lightning Extended Range equivalen a 48 kWh/100 millas o 2,1 mi/kWh. Por cada 100 millas, la F-150 Lightning utilizará 48 kWh de energía de su paquete de baterías o recorrerá 3,3 millas por cada 1 kWh.
Poniéndolo todo junto
En realidad, no necesita preocuparse demasiado por los detalles de cada uno de los términos.
Si estás buscando un vehículo eléctrico, puedes comparar la potencia de los motores eléctricos en kW, el tamaño de la batería en kWh y la velocidad de carga en kW de diferentes modelos. El uso de la gama EPA te ayudará a entender la eficiencia de los diferentes vehículos eléctricos en kWh/100 millas, millas/kWh o MPGe.
Cuando cargues tu vehículo eléctrico en una estación de carga rápida DC de nivel 3, usa un cargador que suministre la potencia que mejor se adapte a la velocidad máxima de carga del vehículo. Por ejemplo, la velocidad máxima de carga en corriente continua del Chevrolet Bolt es de 65 kW. Puedes usar cargadores con diferentes cantidades de energía. Sin embargo, dado que el Bolt tiene un límite de 65 kW, puedes alcanzar la misma velocidad de carga con un cargador de 100 kW que con un cargador de 350 kW.
Cuando instales un cargador doméstico de nivel 2, comprueba la capacidad nominal máxima de carga de corriente alterna de tu vehículo para determinar el amperaje del cargador que necesitas. Por ejemplo, un Hyundai Ioniq 5 tiene un cargador de corriente alterna integrado de 11 kW (46 A). Si tu hogar puede soportarlo, instalar un cargador doméstico de 48 A (11,5 kW) es ideal para suministrar la máxima cantidad de electricidad al vehículo en el menor tiempo posible.
La tecnología de los vehículos eléctricos es relativamente nueva, pero no tiene por qué ser confusa o abrumadora. Tener una comprensión básica de la electricidad, cómo funciona un vehículo eléctrico y los términos más comunes te ayudará a aprovechar al máximo tu experiencia con un vehículo eléctrico.
