Los diferentes tipos de coches eléctricos han cambiado y se desarrollan continuamente. Hoy en día, el mundo está cada vez más familiarizado con los términos BEV, HEV, PHEV y FCEV. ¿Cómo funciona cada tipo de coche eléctrico? El funcionamiento de un vehículo eléctrico depende del tipo. Hablamos de los tipos y principios de funcionamiento de los coches o vehículos eléctricos que se comercializan actualmente en el mundo.
Un coche eléctrico es un vehículo que se propulsa total o parcialmente con motores eléctricos, usando la energía almacenada en baterías recargables. Los primeros coches eléctricos se fabricaron en la década de 1880.
Los coches eléctricos fueron populares a finales del siglo XIX y principios del XX. La innovación y el desarrollo avanzado de los motores de combustión interna y la producción en masa de vehículos de gasolina más baratos provocaron un descenso en el uso de los vehículos eléctricos.
El desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía, especialmente la de las baterías, hace que los coches eléctricos vuelvan a ser más populares hoy en día.
¿Cómo funciona un coche eléctrico? – Generalidades
Cuando se pisa el acelerador del coche, entonces:
- El controlador toma y regula la energía eléctrica de las baterías y los inversores.
- Con el controlador regulado, el inversor envía entonces una determinada cantidad de energía eléctrica al motor (según la presión sobre el pedal del acelerador).
- El motor eléctrico convierte la energía eléctrica en energía mecánica (rotación).
- La rotación del rotor del motor hace girar la transmisión para que las ruedas giren y el coche se mueva.
Nota: El principio de funcionamiento anterior es para el tipo de vehículo eléctrico de batería (BEV).
Tipos de coches eléctricos.
Hay 4 tipos de coches eléctricos:
- Vehículo eléctrico de batería (BEV).
- Vehículo eléctrico híbrido (HEV).
- Vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV).
- Vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV).
En resumen, la arquitectura del sistema de los cuatro tipos de coches eléctricos mencionados puede verse en la siguiente figura:
Vehículo eléctrico de batería (BEV)
Un vehículo eléctrico de batería (BEV), también llamado vehículo totalmente eléctrico (AEV), funciona 100% con una batería y un tren motriz eléctrico.
Este tipo de coches eléctricos no tiene un motor de combustión interna.
La electricidad se almacena en un gran paquete de baterías que se cargan al conectarse a la red eléctrica.
El paquete de baterías, a su vez, proporciona energía a uno o varios motores eléctricos para hacer funcionar el coche eléctrico.
Arquitectura y componentes principales del BEV
- Motor eléctrico.
- Inversor.
- Batería.
- Módulo de control.
- Tren de transmisión.
Principios de funcionamiento del BEV
- La energía se convierte de la batería de CC a CA para el motor eléctrico.
- El pedal del acelerador envía una señal al controlador que ajusta la velocidad del vehículo, cambiando la frecuencia de la corriente alterna del inversor al motor.
- El motor se conecta y hace girar las ruedas mediante un engranaje.
- Cuando se pisan los frenos o el coche eléctrico desacelera, el motor se convierte en un alternador y produce energía, que se envía de nuevo a la batería.
Ejemplos de vehículos eléctricos de batería (BEV): Volkswagen e-Golf, Tesla Model 3, BMW i3, Chevy Bolt, Chevy Spark, Nissan LEAF, Ford Focus Electric, Hyundai Ioniq, Kia Soul, Mitsubishi i-MiEV, Toyota Rav4.
Vehículo eléctrico híbrido (HEV)
Este tipo de coches híbridos suele denominarse híbrido estándar o híbrido paralelo.
El HEV tiene tanto un motor de combustión interna como un motor eléctrico.
En este tipo de coches eléctricos, el motor de combustión interna obtiene la energía del combustible (gasolina y otros tipos de combustibles), mientras que el motor obtiene la electricidad de las baterías. El motor de gasolina y el motor eléctrico hacen girar simultáneamente la transmisión, que impulsa las ruedas.
La diferencia entre el HEV en comparación con el BEV y el PHEV es que en el HEV las baterías sólo pueden cargarse con el ICE, el movimiento de las ruedas o una combinación de ambos. No hay puerto de carga, por lo que la batería no puede recargarse desde fuera del sistema, por ejemplo, desde la red eléctrica.
Arquitectura y componentes principales del HEV
- Motor.
- Motor eléctrico.
- Paquete de baterías con controlador e inversor.
- Depósito de combustible.
- Módulo de control.
Principios de funcionamiento del HEV
Tiene un depósito de combustible que suministra gasolina al motor como un coche normal.
También tiene un conjunto de baterías que hacen funcionar un motor eléctrico
Tanto el motor como el motor eléctrico pueden hacer girar la transmisión al mismo tiempo.
Ejemplos de HEV: Honda Civic Hybrid, Toyota Prius Hybrid, Honda Civic Hybrid, Toyota Camry Hybrid.
Vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV)
El PHEV es un tipo de vehículo híbrido que cuenta con un motor de combustión interna y otro de combustión interna, a menudo denominado híbrido en serie.
Este tipo de coches eléctricos ofrece la posibilidad de elegir el combustible.
Este tipo de coches eléctricos se alimenta de un combustible convencional (como la gasolina) o de un combustible alternativo (como el biodiésel) y de un paquete de baterías recargables.
La batería puede cargarse con electricidad enchufándola a una toma de corriente o a una estación de carga de vehículos eléctricos (EVCS).
Los PHEV suelen funcionar en al menos dos modos:
- Modo totalmente eléctrico, en el que el motor y la batería proporcionan toda la energía del coche.
- Modo híbrido, en el que se emplean tanto la electricidad como la gasolina.
Algunos PHEV pueden recorrer más de 110 km sólo con electricidad.
Arquitectura y componentes principales del PHEV
- Motor eléctrico.
- Motor.
- Inversor.
- Batería.
- Depósito de combustible.
- Módulo de control.
- Cargador de batería (si es un modelo a bordo).
Principios de funcionamiento de los PHEV
Los PHEV suelen arrancar en modo totalmente eléctrico y funcionan con electricidad hasta que se agota su paquete de baterías.
Algunos modelos cambian al modo híbrido cuando alcanzan la velocidad de crucero en autopista, generalmente por encima de los 100 km/h. Una vez agotada la batería, el motor de combustión toma el relevo y el vehículo funciona como un híbrido convencional no enchufable.
Además de conectarse a una fuente de energía eléctrica externa, las baterías de los PHEV pueden cargarse mediante un motor de combustión interna o mediante el frenado regenerativo. Durante la frenada, el motor eléctrico actúa como generador, utilizando la energía para cargar la batería. El motor eléctrico complementa la potencia del motor; como resultado, se pueden utilizar motores más pequeños, aumentando la eficiencia del combustible del coche sin comprometer el rendimiento.
Ejemplos de PHEV: Porsche Cayenne S E-Hybrid , Chevy Volt, Chrysler Pacifica, Mercedes C350e, Mercedes S550e, Mercedes GLE550e, Mini Cooper SE Countryman, Audi A3 E-Tron, BMW 330e, BMW i8, BMW X5 xdrive40e, Fiat 500e, Hyundai Sonata, Kia Optima, Porsche Panamera S E-hybrid, Volvo XC90 T8.
Vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV)
Los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV), también conocidos como vehículos de pila de combustible (FCV) o vehículos de cero emisiones, son tipos de coches eléctricos que emplean la «tecnología de pila de combustible» para generar la electricidad necesaria para el funcionamiento del vehículo.
En este tipo de vehículos, la energía química del combustible se convierte directamente en energía eléctrica.
Arquitectura y componentes principales de los FCEV
- Motor eléctrico.
- Pila de combustible.
- Depósito de almacenamiento de hidrógeno.
- Batería con convertidor y controlador.
Principios de funcionamiento de los FCEV
El principio de funcionamiento de un coche eléctrico de «pila de combustible» es diferente al de un coche eléctrico «enchufable». Este tipo de coches eléctricos se debe a que el FCEV genera la electricidad necesaria para el funcionamiento de este vehículo en el propio vehículo.
Ejemplos de FCEV: Toyota Mirai, Hyundai Tucson FCEV, Honda Clarity Fuel Cell, Hyundai Nexo.
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