Breve guía para entender el coche eléctrico

El mundo del automóvil está evolucionando de forma muy rápida y los coches que se mueven con energías alternativas a la gasolina o al gasóleo cada vez están cogiendo más peso, es decir, los llamados coches eléctricos, híbridos o híbridos enchufables. Y por esto, un día decides buscar información sobre los nuevos modelos que vienen, los que ya hay a la venta, prototipos de las marcas… y te encuentras con frases como «…una autonomía bajo el ciclo de homologación WLTP de unos 320 km por carga…«, «…cuyos motores irán alimentados con el paquete de baterías de 60 kWh…«, «…se asocia a una batería de 40 kWh brutos…» o «…una red de carga rápida de 50 kW con las tomas de carga CHAdeMO y la estándar europea CCS Combo…«.

A la hora de leer este tipo de afirmaciones hay dos alternativas: puedes ser una persona que entiende estos términos y está totalmente al día en el mundo de las energías alternativas, o por el contrario estás poco familiarizado con alguna de estas expresiones y quieres entender de qué estamos hablando los que escribimos estos artículos, los cuales a veces nos perdemos con tanto tecnicismo. No te preocupes, a continuación vamos a hacer una guía explicando detalladamente los términos más utilizados en el nuevo mundo del automóvil para que ni tú ni nadie tenga dudas a la hora de informarse. Se va a dividir en cuatro partes para la explicación de los distintos conceptos: baterías, cargadores, características de los propios vehículos y tipos de vehículos alternativos.

Baterías

La parte fundamental a la hora de detallar las características de un coche eléctrico es su fuente de energía, en este caso, las baterías. La inmensa mayoría de ellas son de iones de litio, las más comunes y las que mejor resultado están dando en cuanto a fiabilidad, autonomía y durabilidad. Dependiendo de si la plataforma del vehículo está diseñada para ser un coche eléctrico o es una plataforma «reciclada» de un coche de motor de combustión, las baterías van ubicadas normalmente en el piso del vehículo siguiendo la estructura skateboard o monopatín o se reparten entre el piso y la zona inferior del maletero. La plataforma skateboard hace referencia al reparto de elementos similar al de un monopatín: una tabla plana con el peso en el centro (las baterías) y las ruedas ubicadas en los extremos.

Capacidad de una batería: Es la cantidad de energía que puede almacenar una batería. En el mundo del automóvil, esta capacidad de mide en kilovatios hora (kWh).

Capacidad bruta de las baterías: Es la capacidad total de las baterías según su forma de construcción y los materiales empleados. Se mide en kWh y es poco usual que los fabricantes den este dato.

Capacidad útil de las baterías: Es la capacidad de las baterías que puede aprovechar el vehículo para su utilización, es decir, la cantidad de energía eléctrica que el vehículo puede usar para desplazarse o para las distintas funciones que conlleva su funcionamiento. La capacidad neta es menor siempre que la capacidad bruta de als baterías, y cuanto más cercanos sean ambos valores, más eficiente será el conjunto de las baterías. Se mide también en kWh.

Refrigeración de las baterías: Al igual que un coche con motor de combustión, las baterías se calientan y necesitan evacuar este calor de alguna forma. Actualmente existen dos tipos de sistemas de refrigeración: activa y pasiva.

• Pasiva: Las baterías se refrigeran por el aire en movimiento que pasa a través de ellas, por lo que la velocidad de este aire y, por tanto, la capacidad de refrigeración depende de la velocidad a la que vaya el vehículo.
• Activa: El vehículo tiene un sistema específico para la refrigeración de las baterías. Actualmente existen dos tipos, la refrigeración forzada por aire, donde uno o varios ventiladores fuerzan el paso de aire entre las baterías independientemente de la velocidad del automóvil, y la refrigeración líquida, la cual funciona de una forma similar a la refrigeración de un coche convencional con motor térmico, es decir, un líquido pasa entre los paquetes de baterías, absorbe este calor sobrante y lo evacúa por medio de un radiador.

Cargadores

Tan importante como el montaje de un buen pack de baterías en un automóvil es la elección de un buen cargador que nos suministre la electricidad necesaria para volver a cargar las celdas de baterías. Los aspectos más importantes de un cargador (dejando el precio del kWh aparte) es la potencia que suministra y el tipo de toma de carga que lleva, la cual tiene que ser compatible con nuestro vehículo.

Potencia: La potencia es la cantidad de energía suministrada por unidad de tiempo. De una forma similar que la capacidad de las baterías, la potencia de un cargador de mide en kilovatios (kW). Dependiendo del tipo de cargador, la corriente suministrada puede ser de corriente alterna o de corriente continua, siendo estos últimos los más utilizados debido a su mayor potencia. Los cargadores de corriente alterna suelen tener potencias de 6’6, 11 y 22 kW, mientras que los cargadores de corriente continua estándar ofrecen potencias de 50, 100, 150 y 350 kW. Los vehículos eléctricos disponibles en el mercado admiten ambos tipos de corriente.

Un ejemplo de cómo funciona la potencia de un cargador: si tenemos un vehículo con un pack de baterías de 50 kWh de capacidad útil, el cual puede cargar como máximo a 50 kW, y lo conectamos a un cargador que cumple este nivel de potencia, este tardará una hora en llenar las baterías del coche. Si el mismo vehículo de 50 kWh de capacidad lo conectamos a un cargador de 22 kW de potencia, este cargará como máximo a 22 kW, tardando algo más de dos horas en llenar las baterías. Por otro lado, si este vehículo de 50 kWh de capacidad lo conectamos a un cargador de 350 kW de potencia, como el vehículo viene limitado a 50 kW de potencia de carga, el vehículo cargará hasta esos 50 kW límite que tiene, tardando el mismo tiempo que si lo conectáramos a uno de 50, 100 o 150 kW.

Tipos de conectores: Actualmente existen tres tipos de tomas de corriente dependiendo de si el cargador funciona a corriente alterna o corriente continua. Para los cargadores de corriente alterna, el conector estándar en Europa es el Tipo 2. Para los cargadores de corriente continua, la toma estandarizada en Europa es el CCS Combo, si bien para ciertos modelos de marcas asiáticas el conector utilizado es el CHAdeMO. De todas formas, todos los fabricantes están montando los conectores específicos según el territorio. A la hora de buscar un cargador para nuestro vehículo, deberemos tener en cuenta el tipo de conector que lleva.

Características del vehículo

En este apartado nos vamos a centrar en ciertos términos utilizados a la hora de referirnos a ciertas características del vehículo asociadas con aspectos relacionados con cuántos kilómetros puede recorrer con una sola carga como son el consumo, la autonomía y los distintos tipos de ciclos de homologación.

Consumo: Al igual que en un vehículo con motor de gasolina o diésel, es importante saber a la hora de comprar un coche eléctrico el consumo de energía eléctrica que tiene. Este consumo se suele medir en kWh utilizados cada 100 kilómetros, de forma similar que la medición en litros cada 100 kilómetros utilizada en los coches de combustión. Este resultado, junto a la capacidad de la batería, puede darnos una idea de la cantidad de kilómetros que podemos recorrer con una sola carga.

Por ejemplo: queremos planificar un viaje con nuestro coche eléctrico pero no sabemos si tendremos que parar por el camino para cargar sus baterías. Supongamos que disponemos del mismo vehículo con un pack de baterías de 50 kWh de capacidad, cuyo consumo a 120 km/h es de 17 kWh cada 100 kilómetros. Por esta regla de tres, este vehículo es capaz de recorrer, a velocidad constante, aproximadamente 294 kilómetros.

Autonomía: Este dato no se suele dar mucho en las pruebas de vehículos convencionales, pero debido al miedo a quedarnos tirados sin carga en medio de un viaje con un coche eléctrico, miedo fomentado por la escasez de cargadores disponibles a lo largo de nuestra geografía, ha hecho que este dato sea fundamental a la hora de hablar de las características de un vehículo eléctrico. La autonomía es la distancia o cantidad de kilómetros que el vehículo es capaz de recorrer con el nivel de carga disponible en las baterías. El dato que se ofrece por parte de los distintos ciclos de homologación o por parte de los fabricantes es la distancia que puede recorrer desde un nivel de carga del 100% hasta que se agota.

Ciclos de homologación: El consumo de un vehículo, ya sea convencional o eléctrico, depende de muchos factores: el modo de conducción, la temperatura exterior, el estado del pavimento… Para establecer unos parámetros estándar de autonomía, se han creado una serie de pruebas de homologación que dan autonomías similares pero no iguales dependiendo del ciclo que se utilice. Actualmente existen tres tipos de pruebas: ciclo NEDC, ciclo WLTP y ciclo EPA.

• NEDC: New European Driving Cycle es un ciclo de homologación a nivel europeo que se enfoca a analizar el impacto de los vehículos en las ciudades, por lo que sus mediciones de consumo se centran fundamentalmente en el ámbito urbano. Es por esto que este ciclo ya no se utiliza (únicamente en China) debido a las grandes diferencias entre la autonomía conseguida en las pruebas y la real.
• WLTP: New Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure es el ciclo de homologación que ha venido a sustituir al antiguo NEDC, un ciclo de homologación a nivel europeo cuyas pruebas otorgan más peso a la conducción por carretera abierta, por lo que los consumos obtenidos se asemejan mucho a los obtenidos en pruebas reales.
• EPA: Este ciclo lo realiza la Environment Protection Agency o la Agencia de Protección del Medio Ambiente, un organismo federal de Estados Unidos que evalúa la autonomía en condiciones casi reales de los vehículos eléctricos. Este ciclo se suele tomar como referencia ya que es el más preciso a la hora de obtener autonomías cercanas a las reales.

Tipos de vehículos

No solo en el mundo de las energías alternativas existen los coches eléctricos, también constituyen otro modo de desplazarse aquellos que combinan un motor de combustión con uno eléctrico alimentado por baterías. Dependiendo del tipo de tecnología que utilicen y del modo de recargar sus baterías reciben diferentes nomenclaturas.

MHEV (mild-hybrid electric vehicle): También conocido como «vehículo de asistencia híbrida», estos automóviles utilizan un pequeño motor eléctrico alimentado por la batería estándar del vehículo (que en estos casos pasa de 12 a 48 voltios) y que únicamente sirve para dar asistencia al motor de combustión en momento de máxima potencia. Estos vehículos no pueden nunca funcionar en un modo totalmente eléctrico.

HEV (hybrid electric vehicle): Son los vehículos híbridos convencionales que llevan bastantes años en el mercado, como los modelos de Toyota. Estos automóviles combinan un motor de combustión con uno eléctrico alimentado por baterías, y pueden funcionar solo en modo totalmente eléctrico hasta cierta velocidad, normalmente establecida en los 50 km/h. La carga de las baterías se realiza por el movimiento del motor de combustión y las ruedas.

PHEV (plug-in hybrid electric vehicle): Estos son los llamados híbridos enchufables, o plug-in. Estos vehículos son muy similares a los HEV o híbridos convencionales, con la diferencia de que sus baterías se pueden cargar además mediante su conexión a una toma de carga externa. Esto les permite circular en modo totalmente eléctrico sin poner en marcha el motor de combustión siempre que se quiera y que no se haya agotado la carga de las baterías. Además, estos coches suelen tener baterías más capaces y motores más potentes, que les permiten circular a velocidades de autopista en modo totalmente eléctrico.

EREV (extended-range electric vehicle): En el caso de los vehículos eléctricos de rango extendido, este se desplaza siempre en modo eléctrico, ya que el motor de combustión que monta sirve únicamente para realizar la carga de las baterías. Aparte, estas baterías pueden ser cargadas mediante su conexión a un punto de carga.

BEV (battery-electric vehicle): Los BEV o simplemente EV son los vehículos eléctricos convencionales, es decir, aquellos que la alimentación de sus motores eléctricos se realiza mediante unas baterías recargables mediante su conexión a la red y no montan ningún otro propulsor para su desplazamiento o recarga.