Los kWh, los voltios y los amperios son conceptos básicos de medida que debemos conocer para entender las características de nuestros coches eléctricos. De paso entenderemos de un modo muy sencillo cómo funciona la electricidad en nuestro vehículo.
Conociéndolo tendremos una idea exacta de las características que nos interesa saber como la capacidad de la batería, el tiempo que tardará ésta en cargar o la potencia que le podemos exprimir al motor.
Voltios, la tensión eléctrica de una batería
Cuando los electrones se mueven entre dos puntos a través de un material conductor generan corriente eléctrica. Si lo comparamos con un río, que lo vamos a hacer durante todo este artículo, el agua serían los electrones y para que éstos se muevan necesitan un cauce en el que haya una diferencia de altura entre su origen y su destino.
El voltaje sería la diferencia de altura entre estos dos puntos que provocan el movimiento del agua, o electrones si seguimos con la analogía. Sin diferencia de altura el agua quedaría estancada, lo que en electricidad sería como decir que sin voltaje no hay corriente eléctrica.
Cuando el agua está cualquier punto del río, todo el recorrido que le queda por delante es su energía potencial. Los voltios (V) miden la diferencia de energía potencial que existe entre estos dos puntos.
En la pilas eléctricas hay un voltaje de 1,5 V, eso quiere decir que entre el polo positivo (cátodo) y el polo negativo (ánodo) hay una diferencia de 1,5 voltios y cuando se conectan en algún aparato los electrones empezaran a circular desde el cátodo (positivo) al ánodo (negativo) a través del electrolito y se generará una corriente eléctrica con una tensión de 1,5 voltios.
Otros voltajes con los que estamos familiarizados son los enchufes de nuestras casas donde entre un agujero y otro del enchufe hay una diferencia de potencial de 230 V o el de la batería de apoyo de nuestros coches que es de 12 V. La mayoría de los coches eléctricos funcionan con voltajes de 360 a 400 voltios aunque la tendencia para el futuro es operar con tensiones de hasta 800 voltios.
Amperios, la intensidad de las baterías
Ahora que ya sabemos qué significa la tensión en un circuito eléctrico vamos a necesitar medir la intensidad que se produce en ese flujo de electrones. Los amperios (A) sirven justamente para medir la intensidad de una corriente eléctrica, es decir la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor.
Para medir la capacidad de las baterías usamos el amperio-hora (Ah). Con el amperio-hora sabemos cuánta energía puede circular por un circuito eléctrico durante una hora. Por ejemplo, una batería de 100 Ah puede proporcionar un máximo de 100 amperios durante una hora, pero también 10 amperios durante 10 horas o 1 amperio durante 100 horas. Cuantos más amperios más electrones circularán.
Si seguimos con la analogía del río, con los amperios medimos el caudal de agua que circula por el río y con los amperios-hora calcularíamos la cantidad de agua que ha pasado por el río durante una hora. En los móviles por ejemplo tenemos baterías con capacidades entre los 3 Ah y los 5 Ah.
Sin embargo, en el caso de los coches eléctricos, y para tener en cuenta el voltaje, la capacidad de las baterías se expresa en kWh que veremos a continuación.
Vatios y Kilovatios hora, la potencia y energía de tu coche
Con los vatios (W) medimos la potencia, es decir, la energía suministrada en un espacio determinado. Para ello tendremos en cuenta tanto los amperios (intensidad) como la tensión (voltios). Usando de nuevo el ejemplo del río, los vatios son toda la potencia proporcionada por el agua (amperios) a lo largo de todo el cauce del río (voltios). Para calcularlo multiplicamos los voltios (V) por amperios (A) y el resultado serán los vatios (W).
Sin embargo, como ya sabemos el dato de la potencia lo solemos expresar en kilowatios (kW), que simplemente es lo mismo que 1000 vatios. Este es el dato que usamos en nuestras casas a la hora de contratar la potencia que nos suministran o la que tienen los electrodomésticos y que influyen tanto en la factura de la luz.
Con la potencia se miden dos variables de los coches eléctricos. Por una parte, los caballos de vapor (CV) que se empleaban en la información comercial para indicar la potencia del motor en los coches de combustión ahora se han sustituido por los kW. Por ejemplo uno de los motores más eficientes del mercado es el que fabrica Hyundai para el IONIQ o el KIA e-Niro y desarrolla una potencia de 100 kW que equivale a 136 CV. Un motor de los de más potencia es el que fabrica Porsche que llega a los 370 kW de potencia o 502 CV.
La otra medida en la que usamos los kW es la capacidad de carga para nuestra batería. Desde las cargas rápidas de los puntos de recarga de 50 kW y 100 kW hasta las ultra rápidas de 350 kW y las más lentas de nuestras casas de 3,6 kW o la carga semi-rápida de 11 kW.
El kWh, la medida de nuestra batería
Como decíamos antes, para indicar la capacidad de la batería de los coches eléctricos se usa el kilovatio hora (kWh) que es una unidad de energía y que se obtiene multiplicando la potencia (kW) por horas de consumo. La capacidad de las baterías de los coches eléctricos están entre los 20 kWh y empiezan a superar los 100 kWh.
Para seguir poniendo las cifras en perspectiva con elementos comunes en nuestras casas, una lavadora con etiqueta A+++ puede consumir 125 kWh al año mientras que una con una etiqueta D puede llegar a consumir 450 kWh.
El uso del kWh en lugar del Ah se debe a varios motivos. El principal es que tiene en cuenta el voltaje del coche. Al no estar el voltaje estandarizado, una batería de 100 Ah en un voltaje de 400 V nos daría una capacidad de 40 kWh, mientras que en un voltaje de 800 V tendríamos 80 kWh. Sin embargo, al usar kWh sabemos que si tenemos una batería de 70 kWh tendremos la misma cantidad de energía que cualquier otra batería de 70 kWh independientemente del voltaje que use el coche.
Otra ventaja de usar kWh en vez de amperios es que nos facilitará el cálculo a la hora de hacer la recarga, pues como hemos visto antes, la potencia de recarga se mide en kW, por lo que si tenemos una batería de 80 kWh y un cargador de 20 kW, sabemos que la carga completa llevará unas 4 horas aproximadamente.
Con esto espero que se pueda entender es el origen del uso del kWh y por qué es la unidad estandarizada para la carga de la batería de nuestros coches.
