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El boom de los vehículos eléctricos: La tecnología que hace posible su funcionamiento
El vehículo eléctrico se mueve por un motor alimentado de una fuente de energía eléctrica la cual se transforma en energía cinética. hoy día la tecnología que tiene más relevancia es la de baterías de Iones de Litio, aunque existen otros tipos.
El vehículo eléctrico cuenta con 8 tecnologías principales que permiten su funcionamiento, las cuales son:
En el mercado se comercializan varios tipos de baterías de carro eléctrico, pero la mayoría son baterías de Iones de Litio.
Existen diferentes configuraciones según la forma de cada celda: Cilíndrica, tipo bolsa, prismática. Estas baterías son más ligeras, almacenan y retienen más carga por más tiempo que las de níquel de igual tamaño.
Frenado regenerativo:
Consiste en que el vehículo recupera la energía durante el frenado y aceleración del carro, que en un carro convencional se perdería en forma de calor.
Al reducir la velocidad el motor puede funcionar como un generador donde se produce al mismo tiempo la electricidad que reduce la velocidad del vehículo.
La potencia en este frenado se ajusta con el controlador que reduce la velocidad sin necesidad de los frenos hidráulicos normales del vehículo. El frenado eléctrico es muy potente, permitiendo conducir con un solo pedal, sin usar el freno.
Motor de tracción: Los motores más usados son los motores síncronos de imanes permanentes. Es un motor muy eficiente que funciona a velocidad más alta que un motor de corriente continua.
Este tipo de motor está formado por un rotor y un estator, además contiene de cuatro a ocho imanes permanentes que gira en la sección central del motor.
El estator exterior consta de unas bobinas eléctricas que forman un conmutador y el inversor provee de energía a las bobinas convirtiéndose en electroimanes que se oponen al magnetismo de los imanes permanentes, produciendo el movimiento que al sincronizarse hace girar el motor.
Cargador de a bordo y recarga: La mayoría de estos carros poseen un cargador de abordo el cual se conecta a la red eléctrica recuperando la energía de la batería.
Pueden admitir cargas de 2kW de potencia y que no sobrepasen los 11 kW.
Se recargan con corriente alterna y en caso de usar corriente continua se puentea el cargador de abordo siendo el poste de recarga el que suministra el cable, el conector y toda la electrónica de control.
El inversor y la electrónica de potencia: Antes del desarrollo de la electrónica de potencia se empleaban motores de corriente continua con escobillas que recibían la energía de la batería una vez adecuada por el controlador, muy utilizados para aplicaciones que requerían cambio de velocidad.
Ahora se emplean los motores sin escobillas alimentados por corriente alterna producida por el inversor que se encarga de transformar la corriente continua en corriente alterna.
La frecuencia en la corriente alterna determina la velocidad de giro del motor. El inversor tiene un sensor de posición en el motor para sincronizar sus impulsos de corriente y mantener el motor girando y produciendo el par necesario par amover el vehículo.
El convertidor toma los comandos del controlador y los transforma en señales para el motor. Cuanto más robusto el inversor más eficiencia y confiabilidad para el vehículo eléctrico.
El controlador: Microprocesador que recibe la órdenes del conductor, generadas por el pedal del freno acelerador o el freno y las convierte en señales transmitidas generalmente a lo largo de una línea de comunicaciones CAN/BUS a la electrónica de potencia ubicada en el inversor para que proporcione energía al motor.
El controlador actúa como cerebro electrónico aceptando las solicitudes del conductor y determinando cómo responder el motor.
Convertidor de Corriente Continua: La batería de alto voltaje hace el trabajo pesado de un carro eléctrico, que es darle la energía para la propulsión. Aunque la mayor parte del sistema eléctrico funciona con una batería de plomo ácido de 12 voltios, similar a la batería con que arranca un carro a combustión. El sistema de 12 voltio hace funcionar la mayoría de los sistemas informáticos que controlan el accionamiento eléctrico así como luces, bocinas, ventiladores de la climatización.
El convertidor toma parte de la energía de la batería de tracción y la convierte a 12 voltios para mantenerla cargada y hacer funcionar todos esos sistemas.
Sistema de gestión de batería (BMS): Este sistema se encarga de controlas la temperatura y voltaje de cada celda del paquete de baterías. Es muy importante para la seguridad de los coches eléctricos. Su trabajo es complejo ya que debe seguir la evolución de varios parámetros en todas y cada una de las celdas de la batería.
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