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Evolución de los motores eléctricos para autos eléctricos.

Desde los comienzos de la fabricación de los autos de propulsión eléctrica, muchos avances se produjeron con el afán de mejorar su rendimiento.

Actualmente el desarrollo en la tecnología de propulsión eléctrica utilizada en la industria automotríz, no sólo pasa por el tipo de batería que se utiliza, su autonomía hasta la recarga o el tiempo para recargar, y los puestos de recarga, que dicho sea de paso, hoy por hoy es importante, pero con el aumento de autonomía este aspecto se está empezando a analizar con una mirada diferente: lo que significaba una limitación, hoy no se lo considera como tal, ya que el aumento de capacidad le confiere una autonomía que le permite moverse libremente durante el día por los grandes centros y contar con la posibilidad de repostar durante la noche en forma domiciliaria.

Por eso el tema del repostaje en largos trayectos, ya no se lo ve como una dificultad, debido a que alcanza distancias superiores a las entregadas por los sistemas de inyección de gas natural vehicular (GNV). Pero poco es lo que se analiza y comenta acerca de los tipos de motores eléctricos con los que se dispone actualmente para ir reemplazando de a poco y en un futuro no lejano, a los de combustión interna. Sin lugar a dudas la función que cumplen es fundamental, porque es el que entrega la potencia a las ruedas del auto; es decir, que literalmente reemplaza al motor de combustión interna. Una vez que entendemos este rol, es más fácil interpretar que estos motores son tan importantes como las baterías que lo asisten.

De hecho hay empresas que van marcando el rumbo y llevan la delantera en materia de inversión, haciéndolo desde hace muchos años. Esto los involucra en un constante avance tecnológico. Y su compromiso es tal, que la visión de ellas pasa porque cada componente que involucran en el sistema les permite optimizar. Este hecho las moviliza porque consideran que necesariamente debe generarse una evolución en los motores eléctricos, que forman parte del sistema que inició el reemplazo de los motores alternativos. Si bien se comenta poco, en esta oportunidad lo haré prestando atención a la variedad o tipo de motores, resaltando algunas ventajas y desventajas de cada uno de ellos. En primera instancia debo hacer referencia que el principio general que se aplica en el ámbito del electromagnetismo, es que el magnetismo genera corriente eléctrica a través del movimiento. Este efecto se produce porque los campos magnéticos opuestos se oponen entre sí, y de esta manera el rotor gira dentro del estator y crea una fuerza aprovechable para diferentes utilidades. En este caso, el aprovechamiento es para hacer girar las ruedas.

Para entender cómo funciona un motor eléctrico, recordemos que dos imanes se pueden aceptar o rechazar, en función de cómo se presentan físicamente entre ellos. De esta forma, los bobinados realizados tanto en el rotor como en el estator, al hacer circular electricidad generan campos magnéticos que se oponen entre sí, y como repuesta tenemos que el rotor gira dentro del estator. El campo magnético longitudinal generado por el estator es de carácter fijo. Mientras que el rotor genera otro campo magnético longitudinal que no debe alinearse con el del estator, ya que de resultar esa situación el rotor se detendría. Para evitar este inconveniente, se invierte la polaridad en el bobinado del rotor conectándolo a un colector rotativo, permitiendo fijar la dirección transversal del magnetismo mientras el rotor gira para que nunca se aliñen ambos campos. De esta manera el rotor sigue girando. Esto es en líneas generales por qué un motor se pone en funcionamiento y gira al ser energizado exteriormente. Para no aburrirlos técnicamente con todas las posibilidades de construcción, ya sea con tipos de bobinados, usos de imanes permanentes y combinaciones entre ellos, quiero mencionar los dos tipos de motores eléctricos de corriente alterna que son utilizados: los sincrónicos y los asincrónicos. Algunas de las características del motor sincrónico son: que puede funcionar como motor o como generador y que su velocidad de rotación es constante y depende de la frecuencia de la red que lo alimenta.

El asincrónico o llamado “de inducción” es de los llamados trifásicos, es decir, en el estator se configuran tres bobinados desplazados en 120° y el rotor es el elemento inducido. En ambos casos se pueden usar electroimanes (utilizan energía eléctrica para funcionar) como imanes permanentes (no utilizan energía eléctrica), pudiendo realizar combinaciones.

La decisión de usar uno u otro tipo, pasa por una decisión de desarrollo de producto. Lo que sí es cierto, es que ninguna empresa hace mucho hincapié en tratar de explicar avances y tecnologías aplicadas en sus nuevos desarrollos, por lo tanto salvo que agudicemos nuestra curiosidad, no nos vamos a enterar. Lo que se conoce es que están en pleno desarrollo, y que cada empresa hace sus propios motores. Evolucionan con la optimización en el uso de materiales especiales, buscando volúmenes menores, con menor peso y tratando de lograr el mejor torque disponible en la transmisión, regulando la velocidad de rotación del rotor fijando el consumo eléctrico. Este control de estos parámetros van a repercutir directamente en la autonomía o duración de la carga del paquete de baterías. Otro punto importante a tener en cuenta, es la refrigeración de los motores y baterías, sobre todo al momento de mayor exigencia, siendo un punto álgido que seguramente se irá mejorando.

Por último quiero mencionar que de acuerdo al nivel de tecnología que se quiera aportar en el desarrollo del vehículo, se pueden utilizar desde un motor eléctrico por eje hasta un motor por cada cubierta. Esta disponibilidad de versatilidad le permite realizar un reparto y control de par por cada llanta, permitiendo una frenada regenerativa eficiente. Demás está decir que esta tecnología nos permite avizorar un futuro más limpio, con un cambio de costumbres muy marcadas.

 

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Alberto Mario Kuchen

Apasionado por los autos. Familiarmente vinculado a este maravilloso mundo y al de las carreras de autos: mi padre que corrió en la década de los años 60 con el seudónimo de Sandokán. Como Ingeniero Mecánico Aeronáutico, la tecnología en pos de la seguridad y la mejora continua, siempre llamó mi atención. Mi compromiso con ustedes para compartir e investigar en todo lo que viene.

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