¿Cómo funcionan los distintos tipos de eléctricos?

Durante décadas, cada modelo de combustión tenía su propia personalidad o, incluso, su propio carácter. No era lo mismo un motor diésel que un gasolina; y entre estos últimos, las sensaciones eran diferentes si lo que llevabas era un pequeño propulsor multiválvulas capaz de revolucionarse por encima de las 7.500 vueltas que si lo que tenías entre manos era una mecánica de gran cubicaje y sobrealimentada. 

Sin embargo, con la aparición de los motores eléctricos, todo eso ha cambiado bastante; por lo general, todo el mundo sabe cómo ‘reacciona’ un propulsor de este tipo. Así, son ‘lugares comunes’ una respuesta casi instantánea desde el momento que se pisa el acelerador (ya que todo el par que desarrollan está disponible desde el primer momento y no hay una caja de cambios con varias velocidades que puedan ‘interrumpir’ la aceleración), un notable silencio de marcha y un elevado grado de retención cuando se levanta el pie del acelerador (si el conductor lo desea, ya que suele ser algo que se controla mediante la llamada frenada regenerativa, que permite distintos niveles de recuperación de la energía).

Por otro lado, la parte ‘mecánica’ de los modelos térmicos era un gran hobbie para los aficionados a la automoción; los más ‘manitas’ deseaban tener algo de tiempo libre en su día a día para dedicarle a su coche, camión o furgoneta y llevar a cabo el mantenimiento, realizarle algún tipo de mejora… Era imprescindible saber, eso sí, cómo funcionaban esos vehículos y comprender sus aspectos básicos, así como los más complejos.

Todo eso parece que toca a su fin con el vehículo eléctrico, donde bajo el capó (o el portón trasero, según el caso) hay mucho más ‘hermetismo’ y menos posibilidades de manipulación o intervención humana. Por no hablar de que no existe gran diferencia (al menos en cuanto a concepción) entre el motor eléctrico que equipa un urbano o el que lleva una gran berlina, más allá, lógicamente, del propio rendimiento en términos de potencia desarrollada. Con todo, nos encontramos casi al principio del camino de la movilidad eléctrica; y no será extraño que con el paso de los tiempos aparezcan perfiles más o menos profesionales que se encarguen de optimizar este tipo de vehículos. Si en un futuro tú quieres ser uno de esos expertos, es una buena idea que empieces a conocer los fundamentos básicos de un coche eléctrico.

La teoría es fácil: Aquí hay menos piezas

Lo primero y más lógico es saber cómo funciona un modelo de este tipo y cuáles son sus componentes clave. En este sentido, el Departamento de Energía de Estados Unidos y, más concretamente, su ‘Oficina de Innovación en Minerales Críticos y Energía’, dispone de interesantes guías donde muestra los aspectos primordiales, que componen un punto de partida muy bueno para conocer el ‘ABC’ de la electromovilidad. 

En una de ellas, por ejemplo, cuenta cuáles son los elementos fundamentales de un modelo 100% eléctrico. En un coche eléctrico, todo gira en torno a un principio muy sencillo: almacenar energía en una batería y transformarla en movimiento mediante un motor eléctrico. A partir de ahí, cada elemento del sistema cumple una función específica para que ese proceso sea eficiente, seguro y lo más suave posible. 

El corazón del vehículo es la batería de tracción, un gran conjunto de celdas donde se guarda la electricidad que alimenta al motor. Para cargarla, el coche incorpora un puerto de carga que actúa como punto de conexión con la red eléctrica, ya sea un enchufe doméstico o un cargador específico.

Cuando la energía entra en el vehículo, pasa por un cargador interno que se encarga de convertir la corriente alterna de la red en corriente continua, que es la que necesita la batería. Ese mismo cargador supervisa parámetros como la temperatura o el nivel de carga para evitar daños y prolongar la vida útil del sistema. Una vez almacenada la energía, el motor eléctrico la transforma en movimiento de manera directa, sin necesidad de una caja de cambios tradicional. 

Para que todo funcione de manera equilibrada, el coche cuenta con un convertidor que adapta la alta tensión de la batería a niveles más bajos, necesarios para alimentar elementos auxiliares como la iluminación o los sistemas electrónicos. También existe un módulo de control que gestiona la entrega de potencia al motor, regulando la velocidad y el par según lo que demande el conductor. Finalmente, un sistema térmico mantiene a la batería, al motor y a la electrónica en un rango de temperatura adecuado, algo esencial para garantizar rendimiento y durabilidad.

Pero… ¿se puede decir que existen distintos tipos de vehículos eléctricos?

Sin duda; tal vez la clasificación sea menos extensa que en los modelos de combustión, pero de los elementos que acabamos de ver hay dos que permiten hacer una categorización sencilla: nos referimos a los propulsores y a las baterías. En relación a los primeros, aunque puedan adoptar configuraciones distintas, la idea básica es compartida: transformar la energía eléctrica en movimiento con la ayuda de campos magnéticos.

Uno de los diseños más extendidos es el motor síncrono de imanes permanentes, que utiliza imanes integrados en el rotor para crear un campo magnético constante. Su gran ventaja es que ofrece una respuesta muy directa y un rendimiento elevado incluso a bajas revoluciones, lo que lo convierte en una opción habitual en turismos y SUV eléctricos.

Otra solución bastante común es el motor asíncrono o de inducción, que prescinde de imanes y genera el campo magnético en el rotor mediante corrientes inducidas. Este tipo de motor es robusto, tolera bien las altas cargas y puede resultar más económico de fabricar, aunque su eficiencia suele ser ligeramente inferior.

Por último, también existen motores síncronos de rotor bobinado, que sustituyen los imanes por un electroimán alimentado mediante anillos rozantes. Esta solución (de mayor complejidad) permite ajustar el campo magnético en tiempo real, lo que da un margen adicional para optimizar el consumo o la potencia según las necesidades del momento.

La otra tipología de vehículos eléctricos viene determinada por el tipo de batería a la que recurren. Si bien pueden utilizar múltiples composiciones para su química, hay principalmente tres tipos de baterías (al menos, son las más empleadas). La más extendida es la batería de iones de litio, que se ha convertido en el estándar de la industria por su equilibrio entre capacidad, peso y durabilidad. 

Funciona mediante el movimiento de iones entre dos electrodos y permite almacenar mucha energía en un espacio relativamente reducido, lo que se traduce en autonomías amplias y tiempos de carga razonables. Además, su comportamiento es estable y su degradación, aunque inevitable, suele ser progresiva y ‘predecible’.

En los últimos años ha ganado presencia la variante conocida como LFP, basada en litio-ferrofosfato. Esta química prescinde del cobalto y del níquel, lo que la hace más económica y más resistente a ciclos de carga intensivos. Su punto fuerte es la longevidad: tolera mejor los usos exigentes y los porcentajes de carga altos sin deteriorarse tan rápido. A cambio, su densidad energética es menor, lo que implica baterías algo más pesadas para lograr la misma autonomía.

Existe también la batería NCM o NCA, que combina litio con níquel, cobalto y manganeso o aluminio. Estas químicas buscan el máximo rendimiento posible, ya que permiten almacenar más energía por kilo y entregar potencias elevadas sin sobrecalentarse con facilidad. Son habituales en vehículos que priorizan la autonomía larga o las prestaciones, aunque su fabricación es más costosa y suelen necesitar de sistemas de refrigeración más elaborados.