Aunque todos sabemos que los coches eléctricos llevan esta denominación por estar impulsados por un motor eléctrico, no muchos conocen los detalles y las diferencias que existen entre los diferentes sistemas. Unos motores sobre el papel más sencillos, pero que esconden muchos secretos que os contamos en este artículo.
Y es que habitualmente sabemos que el motor eléctrico es más eficiente, tiene menos piezas y es más pequeño o ligero, tiene un mantenimiento muy escaso gracias a que apenas tiene piezas móviles o complejos sistemas de refrigeración, filtros, correas…etc. Pero eso no quiere decir que el motor eléctrico no necesite algo de atención, aunque muy lejos de lo que suele requerir un modelo de combustión.
Así es y así funciona un motor eléctrico
El estátor es la parte fija del motor eléctrico, mientras que el rotor es la parte móvil que contiene un campo magnético fijo. En el interior del estátor, los arrollamientos se encargan de crear un campo magnético giratorio creado por el paso de la corriente eléctrica.
El campo magnético giratorio del estátor arrastra al fijo del rotor, haciéndolo girar y propiciando que unos engranajes hagan a su vez moverse las ruedas del coche, iniciándose el movimiento.
Partes de un motor eléctrico
Aunque en algunos casos al abrir el capó de un coche eléctrico apenas veremos diferencias con uno de combustión, nada más lejos de la realidad. Y es que no hay más que ver algunos modelos que han instalado los motores en los ejes, dejando el espacio habitualmente ocupado por el motor libre para convertirlo en un maletero. Algo que nos avisa de que las diferencias son mayores de lo que pensamos.
En el caso de los eléctricos no encontramos ni sistema de combustión, ni rozamiento de muchas piezas entre sí. Ello, ya desde un inicio, genera una suavidad de funcionamiento considerable, así como una simplicidad mecánica superior. Pero, ¿de qué partes está formado un motor eléctrico? Desde luego, no de cilindros, árboles de levas, embragues o turbos.
La batería
Es el elemento más importante junto con el motor, ya que es el «depósito» de combustible sin el cuál el motor no puede funcionar. De igual modo que un coche diésel o gasolina utiliza combustible que guarda en un depósito, el coche eléctrico dispone de baterías en las que almacenar electricidad.
El motor y el freno regenerativo
Para transformar esa energía eléctrica en movimiento, el coche eléctrico dispone de un motor que induce los campos magnéticos para dar impulso al rotor, que es donde se crea la potencia motriz.
Además, el motor se sirve del freno regenerativo para invertir su funcionamiento y generar electricidad cuando el vehículo se encuentra en fase de frenada o desaceleración, aumentando así la autonomía y eficiencia energética.
Sistema regulador
Dicho elemento se encarga de gestionar los flujos de corriente que se crean entre el motor y las baterías, algo que como ya hemos apuntado ocurre en ambos sentidos. Este elemento sí es más susceptible de sobrecalentarse, por lo que requiere un sistema de refrigeración.
Reductor de velocidad y diferencial
Es similar a una caja de cambios, pero de una única velocidad. Se trata de una caja de engranajes asociada al eje del motor eléctrico que se encarga de disminuir la velocidad de giro del mismo para, posteriormente, distribuir la fuerza entre los palieres que transmiten la misma directamente a las ruedas.
Inversor y rectificador
El primero se encarga de transformar la corriente continua procedente de la batería en alterna para mover el motor eléctrico. Para ello se sirve de un interruptor electrónico que cambia la polaridad de manera constante.
El rectificador se encarga de realizar el proceso contrario, posibilitando así que las baterías puedan almacenar la energía generada por el motor eléctrico cuando el coche está en fase de frenada o desaceleración.
Transformador
La diferencia de voltaje existente entre el motor y la batería debe combinarse y para ello tenemos el transformador, que rectifica las frecuencias, que en el caso del motor suelen ser de 600 V y en el de las baterías, de 200 V.
Controlador
Es una especie de centralita electrónica, que se encarga de gestionar las órdenes que recibe del conductor, conjuntamente con sensores, para coordinar de ese modo todos los elementos anteriormente descritos. Así, se garantiza una perfecta sincronización y óptimo rendimiento de todos ellos.
Tipos de motores eléctrico
Ya conocemos los elementos básicos de un motor eléctrico, pero conviene saber que existen varios tipos de ellos en función del tipo de corriente que utilicen o su fisonomía:
- Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable: en este tipo de motor eléctrico, la corriente se conmuta a través de bobinas que se encargan de crear un campo magnético giratorio. Debido a ello, los polos del rotor se atraen y crean un par que lo alimenta. Son motores robustos, que ofrecen un alto par y potencia, pero son económicos.
- Motor síncrono de imanes permanentes: pueden ser de flujo radial o axial, dependiendo de si la posición del campo magnético de inducción es perpendicular al eje de giro del rotor o puede integrarse en las ruedas. Este tipo de motor ofrece alto rendimiento, poco peso y tamaño contenido, siendo la velocidad del rotor constante.
- Motor sin escobillas de imanes permanentes: dichos imanes se sitúan en el rotor y se alimentan secuencialmente de cada fase del estátor. Suelen utilizarse en coches híbridos y son caros y poco potentes, pero ofrecen una gran solidez, sonoridad nula y mantenimiento inexistente.
- Motor asíncrono o de inducción: el giro del rotor no va a la misma velocidad de giro del campo magnético producida por el estátor. Ofrece un coste muy contenido, además de poco ruido y vibraciones, siendo por tanto fiable y muy eficiente.
Cómo gestiona la energía un motor eléctrico
Según la fase en la que se encuentre el vehículo, el motor y sus componentes actúan de un modo determinado. A grandes rasgos, encontramos dos fases en el funcionamiento de un motor eléctrico:
- Fase de aceleración: la energía eléctrica pasa de la batería al convertidor, que se encarga de transformar la corriente continua en alterna. Después, esta llega al motor, que mueve el rotor y las ruedas.
- Fase de retención: El conductor no acelera o frena, momento en el que las ruedas transmiten movimiento al motor eléctrico, que genera resistencia y convierte la energía cinética en corriente alterna. Al llegar al convertidor, este la transforma en continua y queda almacenada en la batería.
Así es, a grandes rasgos, el funcionamiento de un motor eléctrico, que en comparación con los motores de combustión, aún tiene mucho recorrido y margen de mejora por delante. Su simplicidad es una ventaja a la hora de construirlo y mantenerlo, pero también hace más lento su desarrollo.
¿Y cómo es el resto de la mecánica de un coche eléctrico?
Como ya hemos comentado brevemente, la mecánica de los coches eléctricos requiere de mucho menos mantenimiento porque el motor no cuenta con partes móviles que sufran desgaste acusado y deban ser sustituidas o reparadas con cierta frecuencia.
Lógicamente, no hay un motor de combustión y, por tanto, tampoco caja de cambios, embrague, aceites o filtros de aire y combustible que controlar. En cambio, el resto de la mecánica de un vehículo eléctrico es prácticamente la misma que la del resto de coches.
Frenos, filtro del habitáculo, neumáticos, climatizador, suspensiones, rótulas, ejes, todos estos elementos y muchos más son comunes a todo vehículo actual y sufren el desgaste propio de su uso continuado, por lo que necesitan de su mantenimiento periódico.
Además, en el apartado eléctrico y electrónico existe generalmente mayor complejidad, por lo que este aspecto suele ser analizado con mayor exhaustividad por parte de los mecánicos.
Fuente | Motor
