Overview
Actualmente, hay más vehículos eléctricos e híbridos eléctricos en nuestras carreteras que nunca antes. Por eso es importante entender cómo funcionan estos vehículos, desde los autos compactos hasta las camionetas, y cómo se diferencian de los vehículos con motor a gasolina. Además, compartimos información sobre cómo operar estos vehículos de manera segura, cómo contribuyen al ahorro de combustible y costos, y cómo estos vehículos son más amigables con el medio ambiente que los vehículos convencionales a gasolina.
Entender los Vehículos Eléctricos y los Híbridos
Por fuera, un vehículo eléctrico o híbrido puede parecer un vehículo a gasolina, pero la diferencia está en lo que hay bajo el capó y cómo funciona. Actualmente, hay dos tipos de vehículos eléctricos y varios tipos de vehículos híbridos-eléctricos.
Vehículos Eléctricos
- Los Vehículos Eléctricos a Batería, también conocidos como (BEV), funcionan con electricidad y se enchufan para cargar sus baterías.
- Los vehículos eléctricos de pila de combustible, también conocidos como (FCEV), funcionan con hidrógeno y convierten el hidrógeno en electricidad en la pila de combustible.
Vehículos Eléctricos Híbridos
- Los Vehículos Eléctricos Híbridos (HEV), funcionan tanto con gasolina como con electricidad. En muchos HEV, el motor eléctrico utiliza la energía de la batería para ayudar al motor o para mover el vehículo de forma independiente en distancias cortas. A medida que el motor está en funcionamiento, la batería se va recargando. Hay varios niveles de vehículos híbridos-eléctricos.
- Los Vehículos Eléctricos Micro (HEV Micro) tienen beneficios limitados de ahorro de combustible debido a la tecnología inactiva de parada y arranque, pero aun así ahorran combustible en comparación con sus contrapartes que solo funcionan con gasolina. Estos vehículos no requieren que el fabricante rediseñe todo el tren motriz, por lo que el costo del vehículo es similar al de un vehículo a gasolina. Estos HEV no son capaces de frenado regenerativo.
- Los Vehículos Eléctricos Ligeros (HEV Ligeros) usan tecnología inactiva de arranque y parada, pero también pueden regenerar electricidad cuando se detienen. Algunos fabricantes también pueden emplear el modo de asistencia eléctrica del motor para impulsar desde una parada (pero no a altas velocidades).
- Los HEV Medianos emplean tecnología inactiva de arranque y parada, frenado regenerativo y asistencia de potencia del motor a velocidades más altas. Estos vehículos, sin embargo, no están equipados para impulsar el vehículo usando solo el motor eléctrico.
- Los Vehículos Eléctricos Híbridos Fuertes o Completos (HEV Fuertes o Completos) usan funciones de vehículos híbridos: tecnología inactiva de arranque y parada, frenado regenerativo, asistencia de potencia del motor y funcionamiento temporal (generalmente alrededor de 1 milla) solo eléctrico.
- Los Vehículos Eléctricos Híbridos Enchufables (HEV Enchufables), también conocidos como PHEV, utilizan las mismas funciones híbridas que los HEV Fuertes, pero tienen un alcance eléctrico más largo (por lo general, entre 20 y 70 millas, según el diseño del vehículo y su batería). Los PHEV son vehículos híbridos eléctricos avanzados que se conectan a un cargador para reponer la carga de la batería. Una vez que se agota la batería del PHEV, el motor ayuda a recargar la batería para continuar la conducción, lo que refleja el funcionamiento de un HEV Fuerte.
Hay varios niveles de vehículos eléctricos híbridos. Una cosa en particular que debe comprobar cuando compre un vehículo nuevo es la eficiencia de combustible de un HEV.
Varias Funciones de los Vehículos Eléctricos
Así como hay varios niveles de vehículos híbridos eléctricos, también hay varias funciones dentro de un EV o HEV que contribuyen a la electrificación.
- Frenado regenerativo: el motor eléctrico de un vehículo eléctrico se puede utilizar para reducir la velocidad del vehículo, recargando energía en el proceso. De lo contrario, con un sistema de frenado mecánico (o convencional), esta energía se perdería en forma de calor. El vehículo aún utiliza frenos convencionales para reducir la velocidad del vehículo durante algunos eventos de frenado, como el frenado de emergencia o cuando la batería está completamente cargada.
- Conducción solo eléctrica: mientras que los EV siempre dependen de la energía de la batería, algunos HEV también pueden impulsar un vehículo usando solo energía de la batería para el rango de alcance de la batería, sin el apoyo del motor de gasolina.
- Tecnología inactiva de arranque y parada: cuando el vehículo se detiene, el motor del HEV se apaga temporalmente para ahorrar combustible. El motor vuelve a arrancar una vez que el conductor suelta el pedal del freno.
- Modo de asistencia de potencia del motor: durante velocidades más altas del vehículo, el motor eléctrico puede ayudar al motor del HEV al proporcionar más potencia para impulsar el vehículo.
Componentes Comunes
Los componentes comunes del tren motriz eléctrico existen en todos los vehículos eléctricos. En los vehículos eléctricos a batería, estos componentes reemplazan al motor de gasolina y gran parte de sus componentes relacionados. En los vehículos híbridos, estos componentes se agregan al motor de gasolina y los componentes relacionados a bordo del vehículo. Las siguientes ilustraciones describen la ubicación típica de los componentes para ambos tipos de vehículos.
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Tipos de Batería y su Vida Útil
Los vehículos eléctricos a batería usan paquetes de baterías para almacenar energía y utilizan el motor eléctrico para mover el vehículo. Estos paquetes de baterías podrían durar la vida útil del vehículo; pero, de acuerdo a FuelEconomy.gov y el modelo predictivo del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, hay muchos factores que podrían afectar la duración de una batería.
La mayoría de los paquetes de baterías de vehículos eléctricos modernos emplean algún tipo de química de iones de litio, como NMC (Níquel-Manganeso-Cobalto) o NCA (Níquel-Cobalto-Aluminio); estas químicas de batería utilizan materiales más costosos que ofrecen un mayor rango de manejo. Otra química de iones de litio, el Fosfato de Hierro y Litio (LFP), utiliza materiales menos costosos que ofrecen un rango moderado con un ciclo de vida más largo.
Baterías y Temperatura
Los paquetes de baterías EV incluyen celdas, hardware y software interconectados para administrar el funcionamiento de la batería; esto se conoce como el sistema de gestión de la batería. El control de la temperatura es importante para las baterías, ya que las temperaturas extremas pueden afectar el rendimiento y reducir su vida útil. Los sistemas de gestión térmica mantienen las baterías dentro del paquete a una temperatura óptima, incluso en los ambientes más duros, pero esto puede afectar negativamente su autonomía de conducción, ya que parte de la energía de la batería se utiliza para la gestión térmica en lugar del uso del motor.
Batería e Inundaciones
Las baterías de los vehículos híbridos y eléctricos son altamente corrosivas y no deben exponerse al agua estancada. Los vehículos inundados generan peligros de descargas eléctricas de alto voltaje, lo que podría provocar un incendio. Si su EV ha estado expuesto a condiciones de inundación y sospecha que su batería está dañada, comuníquese con su distribuidor o con los servicios de emergencia.
Carga
Muchos vehículos eléctricos tienen una autonomía de conducción de alrededor de 300 millas con una carga completa, mientras que algunos tienen una autonomía de más de 400 millas con una carga simple. Cuando la carga de la batería está baja, el EV debe conectarse a una fuente de energía eléctrica para reponer la carga de la batería; esto puede ocurrir en el hogar, el trabajo o cualquier otro lugar público a lo largo de su ruta. Sin embargo, no todos los vehículos y estaciones de carga cobran la misma tarifa. Los cargadores rápidos de CC pueden reponer la carga de la batería en menos de una hora, mientras que los cargadores domésticos pueden tardar toda la noche en recargar la batería.
Siga siempre el manual del propietario y las instrucciones del fabricante con respecto a los protocolos de seguridad de carga, los requisitos de mantenimiento y otras operaciones relacionadas.
Recursos de Carga
Antes de conducir un EV, es importante familiarizarse con las estaciones de carga y su nivel de carga, tipo de enchufe y ubicación. El Departamento de Transporte de los Estados Unidos ofrece información sobre las velocidades de carga de los vehículos eléctricos y los tipos de enchufes (en inglés). Entender cómo funcionan los cargadores de los vehículos eléctricos y conocer sus ubicaciones a lo largo de su ruta lo ayudará a planificar cuando conduzca un EV. El Departamento de Energía de los Estados Unidos ofrece información sobre las ubicaciones de las estaciones de carga para vehículos eléctricos (en inglés).