La eMobility y los coches eléctricos

La mitad de la población mundial se concentra en el 2% de la superficie del planeta. Es precisamente en las ciudades donde se consume el 75% de la energía que se produce y, al mismo tiempo, se libera el 80% de las emisiones de CO2.

Gran parte de estas emisiones son ocasionadas por la movilidad. Por ese motivo la filosofía Smart City tiende hacia la implantación de una movilidad más limpia e inteligente, llamada eMobility.

La eMobility no solo se centra en la movilidad eléctrica, sino que se basa en la combinación de distintos tipos de movilidad que puede haber en una ciudad: a pie, bicicleta, transporte público o privado, etc. Su objetivo es conseguir una movilidad inteligente, que facilite el transporte de viajeros ahorrando en costes económicos, ambientales y de tiempo.

 

La movilidad inteligente en las ciudades

Existen distintos tipos de movilidad posibles dentro de las ciudades. El objetivo de la eMobility es contribuir a la mejora de todas ellas, para que sea más fácil su utilización.

Movilidad a pie

La movilidad a pie es una forma saludable y fundamental de desplazarse. Además, no es costosa, no contamina y es accesible para casi todos.

La eMobility pretende promover este tipo de movilidad, favoreciendo los desplazamientos no motorizados en toda la ciudad:

  • Poniendo al peatón como máxima prioridad en una ciudad sostenible.
  • Mejorando los desplazamientos a pie haciéndolos más cómodos y seguros.
  • Implementando pasos de peatones inteligentes, que detectan la presencia de un peatón y activa un panel luminoso de aviso para los conductores.

Movilidad en bicicleta

Con el objetivo de tener una movilidad urbana más rápida, saludable y que no contaminante, las Smart Cities promueven el uso de bicicletas en las ciudades. Lo hacen de dos formas. Por un lado, invirtiendo en adecuar las calles y carreteras, construyendo carriles por donde puedan circular de forma fluida y segura. Por otro, fomentan los programas de alquiler o préstamo de bicicletas a los ciudadanos, a través de puntos repartidos por la ciudad.

Transporte público

La mejora del transporte público es un factor fundamental de la movilidad inteligente. Apostar por una flota de vehículos eléctricos es clave para contribuir a la sostenibilidad de la ciudad. Además, para poder competir con el transporte privado, el público debe ofrecer ventajas como:

  • Ser más rápido o económico.
  • Ofrecer servicios complementarios al ciudadano, como internet a bordo o apps informativas.
  • Mejorar la accesibilidad para personas invidentes y personas con movilidad reducida.
  • Sistemas de pago ágiles.

Transporte privado

Las iniciativas en una Smart City en relación al uso del transporte privado se centran en reducir las emisiones de CO2 de coches en la ciudad. Para ello algunas medidas son:

  • Limitar la entrada de vehículos de combustión interna en las ciudades mediante peajes o restricción de acceso a algunas zonas.
  • Fomentar el uso de automóviles de 0 emisiones, como el coche eléctrico, a través de incentivos (por ejemplo, acceso libre a áreas restringidas o aparcamiento gratuito) o mediante la implantación de servicios de carsharing o préstamo de coches eléctricos a los ciudadanos. También se favorece el uso de flotas eléctricas en empresas de reparto, con beneficios como el acceso a zonas restringidas o un horario más amplio.
  • Reducir el uso de automóvil privado, por ejemplo, incentivando el carpooling o uso compartido de vehículos entre personas que se dirigen al mismo lugar.

¡Aprende jugando! Tienes a tu disposición este juego interactivo sobre las emisiones de CO2 y el efecto invernadero.

El coche eléctrico

Un coche eléctrico es aquel que se impulsa con la fuerza que produce un motor alimentado por electricidad.

Un motor eléctrico transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. El elemento conductor que tienen en su interior tiende a moverse cuando está dentro de un campo magnético y recibe corriente eléctrica.

Hay motores eléctricos de todos los tamaños, que impulsan desde un coche de radiocontrol a una locomotora.

Los motores eléctricos ofrecen numerosas ventajas frente a los de combustión, empezando por un menor tamaño y peso, además de una mayor sencillez técnica. Su utilización también presenta ventajas desde el punto de vista medioambiental, ya que permite disminuir el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera.

Conoce más sobre el vehículo eléctrico

 

Historia del coche eléctrico

El coche eléctrico fue uno de los primeros automóviles que se desarrollaron. De hecho, existieron vehículos eléctricos anteriores al motor de cuatro tiempos sobre el que Diesel (motor diesel) y Benz (gasolina) basaron el automóvil de combustión.

Entre 1832 y 1839, el hombre de negocios escocés Robert Anderson inventó el primer vehículo eléctrico puro. El profesor Sibrandus Stratingh de Groninga, en los Países Bajos, diseñó y construyó con la ayuda de su asistente Christopher Becker vehículos eléctricos a escala reducida en 1835 y en 1897 se utilizó el primer taxi eléctrico en Nueva York.

Justo antes de 1900, los automóviles eléctricos realizaron registros de velocidad y distancia notables, entre los que destaca la ruptura de la barrera de los 100 km/h por Camille Jenatzy el 29 de abril de 1899 (105,88 km/h). En 1906 la marca suiza Tribelhorn lanzó buses con autonomía de 60 a 100 km y una velocidad de 25 km/h.

La introducción del arranque eléctrico del Cadillac en 1913 simplificó la tarea de arrancar el motor de combustión interna, que antes de esta mejora resultaba difícil y a veces peligroso. Esta innovación, junto con el sistema de producción en cadena de montaje de forma masiva y relativamente barata implantado por Ford desde 1908, contribuyó a la caída del vehículo eléctrico. Además, las mejoras se sucedieron a mayor velocidad en los vehículos de combustión interna que en los vehículos eléctricos.

A finales de 1920 la industria del automóvil eléctrico desapareció por completo, quedando relegada a algunas aplicaciones industriales muy concretas, como montacargas (introducidos en 1923 por Yale), toros elevadores de batería eléctrica, o carros de golf eléctricos, con los primeros modelos de Lektra en 1954.

En 1996 el coche eléctrico volvió a surgir de nuevo, empezando así un goteo continuo de lanzamientos de nuevos coches eléctricos por las marcas de automóviles más importantes. Actualmente la oferta de coches eléctricos casi se ha triplicado en los últimos años, siendo cada vez más económicos y, por lo tanto, más accesibles para todos.

 

Componentes principales de un coche eléctrico

Un coche eléctrico se compone básicamente de los siguientes elementos:

Motor eléctrico

El motor de un coche eléctrico puede ser un motor de corriente alterna (AC) o de corriente continua (DC). La diferencia entre estos los dos tipos, principalmente, es la forma de alimentación. El de corriente continua se alimenta directamente desde la batería principal, y el de corriente alterna se alimenta a través de la energía que emite la batería previamente transformada en corriente alterna a través del inversor.

Cargador

El cargador o transformador convertidor es aquel elemento que absorbe la electricidad de forma alterna directamente desde la red y la transforma en corriente continua, para así poder cargar la batería principal.

Batería

Las baterías de litio-ion almacenan la energía que le cede el cargador en forma de corriente continua (DC). Esta batería principal es el medio por el que se alimenta todo el coche eléctrico. En los coches que tienen un motor eléctrico de corriente continua, esta batería va directamente conectada al motor. En cambio, en los coches eléctricos que tienen un motor eléctrico de corriente alterna, la batería va conectada a un inversor.

Inversor

Los inversores u onduladores son necesarios solo para coches con motor eléctrico de corriente alterna (AC). Son los encargados de transformar la corriente continua que cede la batería principal, en corriente alterna para alimentar al motor.

Conversor

El conversor transforma la alta tensión de corriente continua, que aporta la batería principal, en baja tensión de corriente continua. Este tipo de corriente es el que se utiliza para alimentar las baterías auxiliares de 12 V, que son las que alimentan los componentes auxiliares eléctricos del coche.

Esquema general sobre los componentes de un vehículo eléctrico con motor en corriente continua (DC)
Esquema general sobre los componentes de un vehículo eléctrico con motor en corriente alterna (AC)

El vehículo híbrido eléctrico

Además del vehículo eléctrico puro existe en la actualidad otro tipo de coche eléctrico, el llamado híbrido. Son aquellos que combinan un motor eléctrico con uno de combustión para su funcionamiento.

Existen dos tipos o modelos de híbridos eléctricos:

  • Vehículos híbridos eléctricos (HEV)

Los vehículos híbridos eléctricos (HEV) están equipados con un motor de combustión interna y un motor eléctrico de imanes permanentes, que no necesita ser enchufado para su carga.

En marcha constante, el ICE (motor de combustión interna) impulsa tanto al tren motor como al motor eléctrico. Una variación electrónica de la multiplicación regula un régimen óptimo para ambos motores.

En los adelantamientos se obtiene potencia adicional del motor eléctrico, alimentado por las baterías. En la frenada, el motor eléctrico actúa como generador eléctrico, recuperando parte de la energía cinética.

A bajas velocidades sólo el motor eléctrico impulsa el vehículo, con cero emisiones. Al parar, el motor de combustión se apaga, no consumiendo combustible.

  • Vehículos Híbridos Enchufables (PHEV)

En este tipo de coches, el motor eléctrico y el de combustión se van alternando para ofrecer mejor rendimiento y mayor eficiencia. Tienen su depósito de combustible, pero también hay que cargarlos en una red externa. Su ventaja principal es que permiten realizar trayectos largos con un nivel bajo de emisiones.

Los diferentes modelos de vehículo híbrido eléctrico

Cómo se recargan los coches eléctricos

En lugar de repostar combustible en una gasolinera, un coche eléctrico se enchufa a la red para recargar sus baterías. La recarga eléctrica puede hacerse en el garaje de casa con una toma convencional o con una de más potencia, reduciendo a la mitad el tiempo de carga, o bien en los puntos públicos de recarga.

Los tiempos de carga oscilan entre 3 y 10 horas, dependiendo del modelo de coche eléctrico y del tipo de recarga. Algunos vehículos disponen de aplicaciones informáticas que permiten gestionar la recarga a distancia (programarla y aprovechar tarifas eléctricas más ventajosas, por ejemplo).

Otro sistema para tener las baterías cargadas es la sustitución de las mismas en el momento que se agotan. Con este método, sustituimos en un centro especializado las baterías gastadas por unas a tope de carga, operación que tarda menos que una recarga.

Existen distintos tipos de recarga del coche eléctrico:

  • Recarga convencional

La carga convencional emplea la intensidad y voltaje eléctricos del mismo nivel que la propia vivienda (16 A y 230 V). Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas es de aproximadamente 3,7 kW. Con este nivel de potencia, el proceso de carga de la batería tarda unas 8 horas.

Esta solución es óptima, fundamentalmente, para recargar el vehículo eléctrico durante la noche en un garaje, lo que es más eficaz debido a la baja demanda energética en ese período.

  • Recarga semi-rápida

La carga semi-rápida emplea 32 A de intensidad y 230 V de voltaje eléctrico. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas es de aproximadamente 7,3 kW. Con este nivel de potencia, el proceso de carga de la batería tarda unas 4 horas.

Esta solución también es óptima para recargar el vehículo eléctrico durante la noche en un garaje.

  • Recarga rápida

La carga rápida emplea una mayor intensidad eléctrica y, además, entrega la energía en corriente continua, obteniéndose una potencia de salida del orden de 50kW. De esta forma, la batería tarda 15 minutos en cargarse al 65%.

Esta solución es la que, desde el punto de vista del cliente, más se asemeja a sus hábitos actuales de repostaje con un vehículo de combustión. Aun así, la recarga rápida debe ser concebida como extensión de autonomía o cargas de conveniencia, y no para uso habitual. Esto es porque las exigencias a nivel eléctrico son mayores que en la recarga convencional. Por ejemplo, la potencia requerida para este tipo de instalaciones es comparable a la de un edificio de 15 viviendas. Por lo tanto, la recarga rápida puede implicar la adecuación de la red eléctrica existente.

Ventajas del motor eléctrico en automóviles Desventajas del motor eléctrico en automóviles
No emite gases a la atmósfera. Autonomía limitada en función del modelo.
Producido en serie, es más compacto, más barato y mucho más simple que un motor de combustión interna. Tiempo de repostaje elevado: se requieren horas para recargar la batería.
Es más silencioso. Las baterías eléctricas tienen fecha de caducidad: es necesario sustituirlas con el tiempo.
Funciona a pleno rendimiento sin necesidad de variar su temperatura. Aumentan la demanda de electricidad proveniente de microgeneradores o centrales eléctricas. A más demanda, más generación y más consumo de los recursos naturales.
No necesita cambio de marchas.
Es posible arrancar desde cero con una velocidad máxima.
Posibilidad de descentralizar la generación de movimiento y tener una nueva distribución del espacio del coche.
La eficiencia del motor eléctrico se sitúa alrededor del 90%.
Puede recuperarse la energía de las frenadas o parte de ella para recargar las baterías.
El coche puede aportar también energía a la red eléctrica (Vehicle 2 Grid).

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