CÓMO FUNCIONA UN MOTOR ELÉCTRICO DE COCHE

Es indudable que el automóvil eléctrico se va postulando poco a poco como una alternativa real frente al de combustión. Y, aunque se van conociendo datos importantes sobre su autonomía o eficiencia, poca gente sabe realmente cómo funciona un motor eléctrico.

Estos motores cuentan con menos piezas móviles, un funcionamiento sencillo y fiable sin sistema de refrigeración ni caja de cambios convencional. A grandes rasgos, el usuario solo debe preocuparse por rellenar el depósito del limpiaparabrisas y el del líquido de freno.

Varios motivos son que estos coches no generan el calor suficiente como para necesitar un sistema convencional de refrigeración, lubricación para las piezas móviles ni una caja de cambios con embrague tradicional que necesite fluido específico que garantice su integridad y control de temperatura.

Para situarnos un poco y conocer la magnitud de la influencia de este tipo de vehículo, hay que saber que una de las últimas novedades respecto a los mismos es que el Gobierno de España ha propuesto establecer por ley que a partir del año 2040 no se permita la matriculación y venta de turismos y vehículos comerciales ligeros con emisiones directas de CO₂ (entre ellos todos los de diésel y de gasolina).

Todo ello está recogido en el borrador de la Ley de Cambio Climático y Transición Energética planeada por la administración, que prevé que para el año 2050 la circulación de todos los turismos que emitan de forma directa CO₂ estará prohibida, puesto que las energías serán 100% renovables en dicho año.

¿Qué es y cómo funciona un motor eléctrico?

Si abrimos el capó de un coche eléctrico, a simple vista la apariencia externa del motor eléctrico no difiere mucho que la del motor de combustión. No obstante, al encenderlo comprobaremos que, al contrario que los motores térmicos, no emite ruidos ni olores ni calor.

Asimismo, al conducir un vehículo eléctrico se nota una suavidad, facilidad y obediencia superiores que, en conjunto, dan una idea de que estas sensaciones se originan en un motor menos complejo que los tradicionales.

¿Esta sensación de simpleza es real? Desde un punto de vista técnico, la respuesta sería que sí. El motor eléctrico es mecánicamente más sencillo que el de los coches de combustión, por lo que parece paradójico que algo más simple vaya a ser el automóvil del futuro.

Partes de un motor eléctrico

Antes de conocer el funcionamiento de un motor eléctrico hay que saber qué partes lo componen, puesto que no encontraremos cigüeñales, cilindros, pistones o sistema de escape, entre otros.

Las partes de este tipo de motores son básicamente cuatro grandes grupos, que son los responsables de transformar la energía eléctrica que cargamos en la batería a través de la entrada de carga en movimiento en las ruedas. Así es cómo funciona un motor eléctrico.

Batería

Haciendo una analogía con los coches de combustión, la batería equivaldría al depósito de combustible. Esta es un acumulador de energía donde se almacena la electricidad que se transmite al motor eléctrico para el funcionamiento del automóvil.

Motor y freno regenerativo

El encargado de transformar la energía eléctrica en mecánica. En la parte fija o estator se inducen los campos magnéticos para dar impulso de giro a la parte móvil o rotor donde se crea la potencia motriz y se transmite al exterior del motor.

Además, el motor puede invertir su trabajo y generar energía eléctrica cuando el automóvil le impulsa durante la frenada o retención. Es una función vital para el buen rendimiento del coche eléctrico.

Reductor de velocidad y diferencial

Equivale a una caja de cambios de una única velocidad fija y consiste en una caja de engranajes que obtiene el eje del motor eléctrico, disminuye su velocidad de giro y reparte la fuerza entre los ejes de salida, los palieres que transmiten la fuerza de giro de forma directa a las ruedas.

Sistema regulador

Para entender cómo funciona un motor eléctrico es necesario conocer este sistema capaz de gestionar los flujos de corriente entre las baterías y el motor en doble sentido: cuando el motor empuja al coche y cuando el motor recarga las baterías.

Está compuesto por diferentes elementos que, de manera inevitable, generan un calor residual producto de cierta pérdida energética. Para impedir el sobrecalentamiento de los siguientes elementos se necesita un sistema de ventilación y refrigeración para mantener una temperatura idónea.

Inversor

Este dispositivo convierte electricidad proveniente de una fuente de corriente continua, como una batería, en corriente alterna para mover el motor eléctrico a través de un sistema interruptor electrónico que hace que la corriente extraída de la batería cambie su polaridad cíclica y regularmente.

Rectificador

Este sistema realiza la función opuesta al inversor, ya que convierte la corriente alterna alterna originada en el motor cuando genera energía en corriente continua para almacenarla en la batería nuevamente.

Transformador

Entre el motor y la batería hay una diferencia de voltaje importante debido a sus propias características. Generalmente, los motores eléctricos trabajan a unos 600 V, mientras que las baterías lo hacen a unos 200 V. Así, es necesario un sistema que rectifique y cambie las frecuencias, que armonice los voltios.

Controlador

Otro de los elementos necesarios para saber cómo funciona un motor eléctrico es el controlador. Este sistema computarizado recibe las órdenes del conductor al acelerar o frenar y, con otros sensores, supervisa y coordina los elementos anteriores.

Tipos de motores eléctricos

El motor es, junto con la batería, la parte más importante de los componentes necesarios para el funcionamiento de un coche eléctrico, puesto que de él depende la eficiencia o la autonomía. Según su alimentación con corriente alterna o continua y su arquitectura, es posible categorizarlos de la siguiente manera.

Motor asíncrono o de inducción

En este tipo de motor el giro del rotor no se corresponde con la velocidad de giro del campo magnético que produce el estátor. Es ideal por su bajo coste, poco ruido y vibraciones, además de ser un motor fiable y de máxima eficiencia.

Motor síncrono de imanes permanentes

Cuenta con un alto rendimiento, un control fácil de la velocidad y poco peso y tamaño con una velocidad del rotor constante. Según la posición del campo magnético de inducción puede ser de flujo radial (si la posición es perpendicular al eje de giro del rotor) o axial (se pueden integrar en las ruedas).

Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable

Un motor robusto con un alto par y bajo coste, aunque con mucha potencia. La corriente se conmuta mediante las bobinas, que crean un campo magnético giratorio. Los polos del rotor se atraen por el campo magnético y crean un par que lo alimenta.

Motor sin escobillas de imanes permanentes

Normalmente utilizado en coches híbridos, funcionan con imanes permanentes situados en el rotor que se alimentan secuencialmente de cada fase del estátor. Tienen un alto precio y poca potencia, a pesar de que cuentan con una gran robustez, nulo ruido y mantenimiento casi inexistente.

Lo que es evidente es que la ingeniería moderna ha conseguido inventos que hombres de hace siglos siquiera podrían imaginar y el motor eléctrico es un claro ejemplo. A pesar de que el magnetismo ha sido estudiado durante mucho tiempo, su uso para crear energía mecánica es algo relativamente nuevo. Así, desde Lovesharing esperamos que este artículo haya sido de ayuda para comprender cómo funciona un motor eléctrico.