Tendencias tecnológicas de la electromovilidad: esto es lo que cambiará para los coches eléctricos en 2023

A primera vista, el sistema de propulsión eléctrico parece menos complejo que un motor de combustión interna. En principio, esto es correcto, ya que no se requiere la compleja tecnología de motor y transmisión. Por supuesto, también se puede prescindir del postratamiento de los gases de escape. Por otro lado, el grupo motopropulsor eléctrico incluye una compleja electrónica de potencia y la igualmente compleja gestión térmica y de carga.

Hay diferentes formas de implementar el motor eléctrico y la electrónica de potencia: por separado o en una sola unidad. Para reducir costes, muchos fabricantes de automóviles recurren a unidades de propulsión completas. Además del motor eléctrico (400 - 800 V) y la electrónica de potencia, también contienen una caja de cambios de una o dos velocidades. En el sector de los vehículos industriales, incluso los sistemas de frenado, incluida la función de recuperación, forman a veces parte de la unidad de propulsión, es decir, un eje eléctrico completo. Los fabricantes de vehículos deportivos, en particular, utilizan un motor eléctrico por eje para crear un vehículo con tracción a las cuatro ruedas. La ventaja: el sistema electrónico puede controlar los motores de forma individual en función de la carga, la conducción y las condiciones del entorno, y distribuir así con precisión los pares (en cada una de las ruedas > vectorización del par). Normalmente se utilizan motores síncronos de excitación permanente en el eje motriz. En las versiones de tracción integral, un motor asíncrono presta asistencia. Las nuevas tecnologías, como los semiconductores de carburo de silicio o el bobinado especial en horquilla del estator, mejoran el rendimiento del motor.

Junto a la reducción del peso y de los costes, la densidad energética es el factor decisivo en las baterías. En la actualidad se utilizan sobre todo baterías de iones de litio. La tecnología está madura, la vida útil es buena, funcionan con seguridad y fiabilidad. Pero también hay desventajas: las baterías de iones de litio son relativamente pesadas y los tiempos de carga son relativamente largos. Las tecnologías de recarga rápida deben consolidarse primero, lo que también depende del rendimiento de la infraestructura de red. Los costes también son relativamente altos. Sin embargo, disminuirán al aumentar las cifras de producción. Además, las baterías de iones de litio contienen materiales que pueden ser perjudiciales para el medioambiente si se reciclan de forma incorrecta. Pero los procesos de reciclado también mejoran constantemente.

Las baterías de estado sólido son una alternativa prometedora a las de iones de litio. Aquí no se utilizan electrolitos líquidos. La ventaja es la mayor densidad de energía y la mayor seguridad. También se están desarrollando baterías de iones de sodio y zinc-aire. La llamada pila SALD (Spatial Atom Layer Deposition) es interesante. También se están utilizando nanotecnologías sobre la base de la tecnología de iones de litio. En el futuro, los coches eléctricos tendrán una autonomía muy superior a 1.000 km. El tiempo de carga será cinco veces más rápido. ¡Las cosas están que arden en el campo de la tecnología de baterías!

En combinación con el climatizador del vehículo, los coches eléctricos disponen así de un sistema de gestión térmica muy complejo y sofisticado, con varios circuitos de refrigeración y diferentes medios refrigerantes. Por ello, HELLA conecta los circuitos de refrigeración de la batería, el motor eléctrico y el interior del vehículo en una sola unidad con el denominado centro de control del refrigerante (CCH, por sus siglas en inglés). Gracias a esta centralización, el CCH garantiza una mayor eficiencia, tiempos de carga más cortos y mayores autonomías. Las energías térmicas pueden distribuirse de forma óptima.

En los coches eléctricos modernos se utilizan calentadores eléctricos de aire o agua, de bajo o alto voltaje, para calentar el habitáculo y acondicionar las baterías de alto voltaje. Con la calefacción por aire, el aire pasa por unas bobinas que lo calientan, de manera similar a lo que sucede en un secador de pelo. Se utilizan elementos calefactores PTC (coeficiente de temperatura positivo). Con un calentador de agua, el agua se calienta —también eléctricamente— en un circuito, de modo que el calor se libera en el interior del vehículo.

Una solución más eficiente es el uso adicional de una bomba de calor. Solo en el caso de que exista una necesidad de calentamiento elevada o rápida se utiliza un calefactor adicional PTC. La bomba de calor extrae energía térmica incluso del frío aire exterior en invierno. Es posible convertir así hasta tres kilovatios hora de energía en calor a partir de un kilovatio hora de las células de la batería del coche eléctrico. Y puede hacerse de forma aún más eficaz: el motor eléctrico y las propias baterías también generan calor, aunque en menor medida. Este calor residual también puede utilizarse adicionalmente para la calefacción interior.

Por supuesto, el proceso de carga es específico de los coches eléctricos: el actuador electrónico de la tapa de la toma de carga (eLA) de HELLA, por ejemplo, facilita el proceso de carga. Con ayuda del eLA, pueden integrarse funciones especiales individuales adicionales para mayor comodidad y seguridad. Los innovadores componentes luminosos muestran el estado de la batería, así como el modo de carga. Además, los coches eléctricos tienen un efecto secundario positivo: apenas emiten ruido. Sin embargo, esto puede entrañar riesgos para la seguridad de peatones y ciclistas, especialmente en entornos urbanos. Los vehículos simplemente no se oyen. Por ello, el sistema de alerta acústica AVAS (Acoustic Vehicle Alerting System) de HELLA proporciona una mayor presencia acústica en el tráfico rodado a baja velocidad. Simula, por decirlo así, el ruido del motor de combustión. De este modo, el AVAS contribuye a la seguridad vial y los vehículos se hacen notar.

En términos generales, los neumáticos de los motores de combustión y de los coches eléctricos no difieren. El pliego de condiciones contiene los mismos requisitos. Por ejemplo, un buen agarre sobre mojado y unas buenas prestaciones de frenado son igualmente importantes. Sin embargo, pueden formularse cuatro propiedades específicas de los coches eléctricos que desempeñan un papel especial.

- Comportamiento de rodadura poco ruidoso, ya que el propio vehículo eléctrico apenas genera ruido de conducción - Alta resistencia a los pares transmitidos o a la abrasión. En los vehículos eléctricos, el par, a veces muy elevado, se aplica de manera inmediata y directa - La resistencia a la rodadura, cuanto más baja más autonomía - El índice de carga, es decir, la capacidad de carga del neumático, que algunos fabricantes de neumáticos ajustan debido al mayor peso del vehículo

Los coches eléctricos cuentan con menos componentes de propulsión que deban revisarse y mantenerse con regularidad. También se prescinde de aceite del motor y de engranajes, aunque se utilizan aceites no conductores para la lubricación y la disipación de la temperatura en las unidades de propulsión eléctricas. Sin embargo, es esencial la gestión térmica, que será el centro de atención del servicio en el futuro. Los expertos hablan ya del nuevo «cambio de aceite» en el servicio de los vehículos eléctricos, refiriéndose al mantenimiento del sistema de gestión térmica y al cambio de los medios de refrigeración. Además, cabe suponer que, por ejemplo, los componentes del tren de rodaje, como los cojinetes o los amortiguadores, están sometidos a un mayor desgaste. Los coches eléctricos son simplemente más pesados y a veces tienen más potencia.

Para dominar la «tecnología eléctrica», los empleados de los talleres de automóviles deben recibir la formación continua adecuada. Se necesitan diversas cualificaciones para poder trabajar con vehículos de alta tensión. Para ello, HELLA ofrece cursos de formación muy completos. Y a todo ello se suma el equipo de taller adecuado. Empezando por la plataforma elevadora, que tiene que levantar más peso, hasta llegar al lugar de trabajo, que también debe estar equipado con los dispositivos de seguridad adecuados. Como resultado, los talleres de automóviles no se quedarán sin trabajo. Más bien al contrario: les esperan nuevas tareas muy emocionantes.