¿Cómo funcionan los coches eléctricos? Explicación de los motores y baterías de los vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos funcionan de maneras fundamentalmente diferentes a los automóviles tradicionales. Los motores de combustión interna tienen muchas piezas móviles y, si bien los vehículos eléctricos tienen sus propias complejidades, son mucho más digitales que mecánicos. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funcionan exactamente los vehículos eléctricos.

¿Cómo funciona una batería para vehículos eléctricos?

En lugar de gasolina, los vehículos eléctricos obtienen su energía de una batería, que generalmente se extiende a lo largo de la parte inferior del automóvil para mantener el peso lo más bajo posible. Está compuesto por múltiples módulos, que a su vez se dividen en celdas de batería individuales, de tamaño similar a las baterías AA. Una capa de refrigerante corre entre las celdas, ya que las baterías calientes explotan. Un sistema de gestión de la batería regula ese refrigerante y garantiza que cada celda se drene al mismo ritmo, lo que prolonga la vida útil del paquete.

Tenemos un artículo completo sobre cómo funcionan las baterías, pero la versión corta es que los electrones son atraídos a través de un circuito moviendo átomos de litio de un lado de una batería a otro. Los electrones quieren seguir a esos iones de litio, pero una membrana separadora dentro de la batería les impide seguir el viaje. Como resultado, tienen que pasar por cables que también alimentan nuestros teléfonos, tabletas, bombillas, computadoras y automóviles. Cuando cargas una batería, atraes los átomos de litio de regreso a su lado original de la batería cargándola con electrones.

¿Cómo funciona un inversor para vehículos eléctricos?

La mayoría de los aparatos electrónicos de tu hogar funcionan con corriente alterna. Esto significa que los electrones van y vienen constantemente a través de los cables a intervalos establecidos. Las baterías, sin embargo, funcionan con corriente continua, por lo que los electrones simplemente son lanzados en una dirección en una corriente constante. Un vehículo eléctrico utiliza un inversor para cambiar la corriente de su batería de directa a alterna antes de que llegue al motor. Este es un paso importante ya que el cambio en la frecuencia de CA realizado por el inversor afecta directamente la velocidad del vehículo eléctrico.

¿Cómo funciona un motor EV?

Los motores de vehículos eléctricos convierten la electricidad en movimiento creando un campo magnético giratorio. Un cilindro llamado estator contiene cables de cobre fuertemente enrollados, a través de los cuales pasa la corriente alterna proveniente del inversor. Debido a que la corriente se alterna, los polos norte y sur de estos campos magnéticos cambian de un lado a otro. Al ejecutar diferentes circuitos a frecuencias eléctricas ligeramente diferentes, el campo magnético general gira.

Dentro del estator, un rotor que flota libremente siente el efecto de todos estos campos magnéticos giratorios. A medida que la corriente pasa a través del estator, la atracción magnética hace que el rotor gire para alcanzarlo. Después de todo, los polos magnéticos del rotor opuestos a los del estator serán atraídos y los polos iguales se repelerán. Cuanta más energía se bombea a través del estator, más rápido gira el campo magnético. El rotor mueve un eje, que hace girar las ruedas del vehículo eléctrico. Dado que la potencia generada por un motor de vehículo eléctrico es significativa, un componente necesario llamado reductor reduce la fuerza al nivel deseado antes de pasar del rotor a las ruedas.

Los motores de los vehículos eléctricos no son sólo motores: también pueden actuar como generadores. Cuando frenas tu vehículo eléctrico, la fuerza mecánica del vehículo que frena hace girar el rotor, lo que produce que la corriente que fluye a través del estator regrese a la batería.

Dado que gran parte de la fuerza necesaria para frenar un vehículo se aplica al frenado regenerativo, las pastillas de freno de un vehículo eléctrico se desgastan menos que las de un automóvil normal. Los vehículos eléctricos soportan mucha menos tensión mecánica en todos los ámbitos, no sólo en el frenado. Los motores de vehículos eléctricos no se enfrentan a reacciones químicas explosivas repetidas como los motores de combustión interna, que transfieren el fuerza lineal de un pistón en fuerza de rotación (par) a través de un cigüeñal, o confiando en un volante para estabilizar la fuerza variable aporte. En general, esta es una buena noticia para los costos de reparación de vehículos eléctricos.

Con suerte, esto proporcionará una idea del funcionamiento interno de un vehículo eléctrico. Los vehículos eléctricos se están apoderando del mundo, por lo que probablemente sea bueno que sepas un par de cosas sobre cómo funcionan.

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