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¿Cómo funciona el motor de un coche eléctrico?
Desde hace unos años, los coches eléctricos están ganando terreno a los de combustión debido al impacto medioambiental que supone la quema de combustible. Pero, ¿conoces el funcionamiento de un motor eléctrico de coche? ¡Te lo explicamos!
Funcionamiento del motor eléctrico del coche
El motor eléctrico transforma la energía eléctrica procedente de la batería en energía mecánica mediante el principio del magnetismo. Su funcionamiento es mucho más sencillo y eficiente que el de un motor de combustión. El funcionamiento de un motor eléctrico es sencillo, eficiente y silencioso, ya que la mayor parte de su energía se destina a hacer girar las ruedas. Este tipo de motor transforma la energía eléctrica procedente de la batería en energía mecánica mediante el principio de magnetismo.
Proceso de funcionamiento
- Alimentación eléctrica: la corriente de la batería llega al motor y pasa por las bobinas del estátor. El inversor controla esta corriente para ajustar la velocidad y la potencia que necesita el vehículo.
- Campo magnético: las bobinas crean un campo magnético que gira en torno al motor. Este campo se mueve porque la corriente se activa de forma ordenada en diferentes bobinas.
- Interacción magnética: el rotor tiene su propio campo magnético (provocado por imanes o electroimanes) que trata de seguir al campo giratorio del estátor. Esta «persecución» magnética es lo que genera la fuerza de giro del motor.
- Movimiento rotatorio: el rotor comienza a girar para alcanzar el campo magnético que se mueve a su alrededor. Cuanto más rápido cambie la corriente, más rápido girará el motor.
- Transmisión: El motor gira muy rápido, por lo que unos engranajes reducen esta velocidad y aumentan la fuerza antes de llegar a las ruedas. No necesita embrague de coche como los motores tradicionales porque se puede controlar directamente su velocidad.
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DELPHI Cargador portátil
5 m
YATO Cargador portátil
1.2 kW
AKYGA Cargador portátil
3.8 kW, CEE 7/7, Enchufe de carga tipo 1, 16A, Fases 1, 5 m
CTEK Cargador portátil
11 kW, Enchufe de carga tipo 2, 16A , Fases 3, 5 m
VALEO Cargador portátil
3,7 kW, Acoplamiento de carga tipo 2, 16A, Fases 1, 230V
Partes de un motor eléctrico de coche
Podemos dividir las partes de un motor eléctrico de coche en cuatro grandes grupos, y este es el cometido de cada uno de sus componentes:
- Batería: este dispositivo almacena la energía eléctrica.
- Motor eléctrico: encargado de convertir la energía eléctrica en movimiento. Convertidor o Inversor/Rectificador: transforma la corriente continua en corriente alterna y viceversa, según si estamos en la fase de aceleración o desaceleración.
- Cargador embarcado: se encarga de transformar la energía eléctrica obtenida de un cable de carga coche eléctrico de corriente alterna en corriente continua, que se acumulará en la batería.
Al no necesitar muchos elementos de sustitución temporal que requieren los motores de combustión como filtros de aire, líquido refrigerante o combustible, el mantenimiento que necesitarán estos motores es considerablemente menor. Sin embargo, sí requieren mantenimiento específico en elementos auxiliares como rodamientos, lubricación de reductores y sistemas de refrigeración líquida en los modelos más modernos.
Esta es una ventaja respecto a los motores tradicionales, ya que al generar menos calor se reduce significativamente el desgaste por rozamiento que sufre un motor de combustión.
Además, existen otros componentes importantes en el coche eléctrico:
- El freno regenerativo: aportado por el propio motor.
- El sistema regulador: es susceptible a los sobrecalentamientos y por eso está dotado con un sistema de refrigeración líquida específico en los vehículos modernos.
- Reductor de velocidad y diferencial: elemento que sustituye a la convencional caja de cambios, aunque solo dispone de una velocidad y contribuye a disminuir la velocidad de giro del motor para distribuir la fuerza entre los distintos palieres. Requiere lubricación específica para su correcto funcionamiento.
- Transformador: puesto que el voltaje de la batería en los sistemas modernos suele ser de 400 V o 800 V y el del motor puede variar entre 400 V y 800 V según la arquitectura, es preciso gestionar eficientemente el voltaje a través de este componente y los inversores correspondientes.
- Controlador: el controlador se encargará de garantizar una perfecta coordinación y sincronización de todos los componentes citados, garantizando un funcionamiento óptimo y gestionando los sistemas de refrigeración líquida cuando sea necesario.
Comparativa de eficiencia: motor eléctrico vs combustión
Aspecto | Motor eléctrico | Motor combustión |
Eficiencia global | 85-95 % | 25-35 % |
Componentes móviles | Significativamente menos | Más de 1000 piezas |
Mantenimiento | Mínimo | Extensivo |
Ruido | Silencioso | Ruidoso |
Emisiones directas | Cero | Altas |
Respuesta | Instantánea | Con retraso |
Tipos de motor de coche eléctrico
Los principales tipos de motores eléctricos utilizados en coches son el motor asíncrono (o de inducción), el motor síncrono básico, el motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) y el motor síncrono de reluctancia variable. Cada uno de ellos presenta características particulares en cuanto a eficiencia, coste, complejidad y aplicaciones, lo que determina su idoneidad según el tipo de vehículo y las necesidades de rendimiento.
Motor asíncrono (inducción)
El motor asíncrono funciona mediante un fenómeno llamado resbalamiento, donde el rotor gira ligeramente más lento que el campo magnético giratorio del estátor. Esta diferencia de velocidad es esencial para su funcionamiento, ya que el campo magnético debe "arrastrar" al rotor, pero nunca puede alcanzarlo completamente.
- Ventajas: Construcción simple, coste reducido, robustez
- Desventajas: Menor eficiencia, mayor tamaño para igual potencia
Motor síncrono básico
En el motor síncrono, el rotor gira exactamente a la misma velocidad que el campo magnético giratorio del estátor, manteniéndose perfectamente sincronizado. A diferencia del motor asíncrono, no existe resbalamiento, por lo que el rotor "sigue" al campo magnético sin quedarse atrás, lo que resulta en un funcionamiento más eficiente y controlable.
- Ventajas: Mayor eficiencia que asíncrono, mejor control
- Desventajas: Más complejo que asíncrono
Motor síncrono de imanes permanentes (PMSM)
Los PMSM utilizan imanes de tierras raras (neodimio) integrados en el rotor, eliminando la necesidad de alimentación eléctrica para el campo magnético del rotor.
- Ventajas: Mayor eficiencia (superiores al 90%), mayor densidad de potencia, mejor respuesta dinámica, menor mantenimiento
- Desventajas: Coste elevado por imanes de tierras raras, complejidad de control, dependencia de materiales escasos
- Aplicaciones: Vehículos eléctricos premium (Tesla Model S, BMW i4, Mercedes EQS), vehículos deportivos eléctricos, aplicaciones que requieren alta eficiencia.
Motores síncronos de reluctancia variable
Tecnología emergente que no utiliza imanes ni devanados en el rotor, basándose en la variación de la reluctancia magnética para generar par.
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VALEO Cargador portátil
7,4 kW, Acoplamiento de carga tipo 2, 32A, Fases 1, 230V
VALEO Cargador portátil
3,7 kW, Acoplamiento de carga tipo 2, 16A, Fases 1, 230V
VALEO Cargador portátil
3,7 kW, Acoplamiento de carga tipo 2, 16A, Fases 1, 230V
VALEO Cargador portátil
3,7 kW, Acoplamiento de carga tipo 1, 16A, Fases 1, 230V
DELPHI Cargador portátil
5 m
Mantenimiento y cuidados
Aunque tendrás que depender de un cargador portátil para coche eléctrico, un motor eléctrico tiene significativamente menos componentes que uno de combustión, lo que reduce el mantenimiento requerido. Por eso el mantenimiento de un motor de combustión debe hacerse de forma más concienzuda.
Sin embargo, los motores eléctricos modernos sí requieren mantenimiento específico en elementos auxiliares como los sistemas de refrigeración líquida, lubricación de reductores y rodamientos, así como el cuidado de los sistemas de control electrónico.
El equipo técnico de AUTODOC recomienda seguir estrictamente los intervalos de mantenimiento específicos para cada componente, ya que aunque son menos frecuentes que en motores de combustión, son críticos para el rendimiento óptimo del vehículo.
Componente | Frecuencia | Tipo de mantenimiento |
Rodamientos | 100,000-150,000 km | Lubricación específica |
Reductor | 150,000-200,000 km | Cambio aceite específico |
Refrigeración | Anual | Revisión líquido refrigerante |
Frenos | Variable | Sustitución de las pastillas y los discos de freno |
Neumáticos | Según desgaste | Sustitución de neumáticos |
Batería
No solo tendrás que preocuparte del precio de la estación de carga coche eléctrico, sino también de cuidar su batería, que se degrada más rápidamente debido a la exposición y oscilación de temperaturas extremas y a los ciclos de carga y descarga.
Factores de degradación:
- Temperaturas extremas (frío y calor)
- Ciclos de carga y descarga profundos
- Cargas ultrarrápidas frecuentes
- Almacenamiento con carga muy baja o muy alta
Recomendaciones de uso
Práctica | Recomendación | Beneficio |
Rango de carga | Mantener entre 20-80% | Reduce estrés en celdas |
Carga ultrarrápida | Usar ocasionalmente | Previene calentamiento excesivo |
Temperatura | Aparcar en sombra/garaje | Protege la batería |
Inactividad | Carga al 50% para almacenamiento | Mantiene química estable |
Recomendaciones finales
Para terminar, te recomendamos mantener la carga de la batería entre un 20 y un 80% y que evites en la medida de lo posible las cargas ultrarrápidas. Aunque los sistemas de 800 V permiten cargas más rápidas, una gestión térmica deficiente podría incrementar el estrés térmico si no se controla adecuadamente.
Puntos destacados del análisis:
- Eficiencia superior: Los motores eléctricos logran un 85-95% de eficiencia frente al 25-35% de los motores de combustión
- Simplicidad operativa: El proceso de funcionamiento se reduce a 5 pasos claros, desde la alimentación eléctrica hasta la transmisión final
- Variedad tecnológica: Se presentan 4 tipos principales de motores, siendo los PMSM los más avanzados con eficiencias superiores al 90%
- Mantenimiento mínimo: Significativamente menor que los motores tradicionales, pero requiere atención específica en componentes como rodamientos y sistemas de refrigeración
- Gestión de batería crítica: Es el aspecto más importante para la longevidad del vehículo, con recomendaciones específicas de uso entre 20-80% de carga
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