Un automóvil eléctrico es un automóvil impulsado por uno o más motores eléctricos. El término suele designar principalmente al vehículo eléctrico de batería (VEB o BEV, por sus siglas en inglés), que obtiene toda la energía de propulsión de baterías recargables conectadas a la red eléctrica. Los vehículos híbridos enchufables incorporan un motor de combustión interna y, por ello, se consideran vehículos electrificados, pero no automóviles totalmente eléctricos.
Los automóviles eléctricos no producen emisiones por el tubo de escape y pueden contribuir a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación atmosférica urbana. El transporte aporta cerca de una cuarta parte de las emisiones mundiales de dióxido de carbono relacionadas con la energía, y el transporte por carretera constituye una de sus principales fuentes.Su impacto total depende, sin embargo, de factores como la fuente de la electricidad utilizada para recargarlos, la fabricación de la batería, el tamaño del vehículo y su vida útil.
Aunque los primeros automóviles eléctricos aparecieron en el siglo XIX, fueron desplazados durante gran parte del siglo XX por los vehículos de combustión interna. Los avances en electrónica de potencia, control digital y baterías de ion de litio permitieron su resurgimiento a partir de finales del siglo XX y su expansión comercial durante el siglo XXI.
Historia
mini|izquierda|Automóvil eléctrico de Thomas Parker de 1895. mini|izquierda|La Jamais Contente de 1899. mini|Thomas Alva Edison junto a un automóvil eléctrico en 1913 (cortesía de National Museum of American History). mini|Henney Kilowatt de 1959. mini|El General Motors EV1 estuvo en venta entre 1996 y 1999.
Los primeros coches eléctricos surgieron durante la década de 1880. De hecho, los coches eléctricos fueron populares a finales del y comienzos del , hasta que los avances en los motores de combustión interna, sobre todo con la introducción del motor de arranque eléctrico y la producción en masa de coches de gasolina más baratos y con un combustible a buen precio llevaron al declive el uso de coches eléctricos.
Tras varias décadas en el olvido, la crisis del petróleo de 1973 produjo un breve renacimiento en el interés por los vehículos eléctricos durante la década de 1970 y 1980, aunque tampoco llegaron a alcanzar la comercialización en masa, como los vehículos eléctricos debido a los avances en las baterías y en la gestión de la energía, la preocupación global acerca del aumento de precios del petróleo y la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.See Introduction Varios gobiernos nacionales y locales han establecido incentivos para los vehículos eléctricos o híbridos enchufables, exenciones de impuestos y otras ayudas para promover la introducción y la adopción en el mercado de este tipo de vehículos. Los vehículos eléctricos son significativamente más silenciosos que los vehículos de combustión interna. No emiten contaminantes durante su circulación, posibilitando una gran reducción de la contaminación local y dependiendo del método usado para la generación de la electricidad empleada, pueden comportar una significativa reducción de la emisión de gases de efecto invernadero.
También proporcionan independencia energética respecto a las importaciones de petróleo, lo que en ciertos países es causa de preocupación debido a su vulnerabilidad por la volatilidad del precio del petróleo y su posible efecto en la disrupción del suministro. capítulo 5: Clean Smart Energy Supply en Plug-in Electric Vehicles: What Role for Washington?
El coche eléctrico fue el primero de los automóviles que se desarrollaron, hasta el punto de que existieron eléctricos anteriores al motor de cuatro tiempos sobre el que el motor diésel y Otto de gasolina, basaron el automóvil actual. Entre 1832 y 1839, el hombre de negocios escocés Robert Anderson, inventó el primer vehículo eléctrico puro. El profesor Sibrandus Stratingh de Groninga, Países Bajos, diseñó y construyó con la ayuda de su asistente Christopher Becker vehículos eléctricos a escala reducida en 1835.
La mejora de la pila eléctrica, por parte de los franceses Gaston Planté en 1859 y Camille Faure en 1881, allanó el camino para los vehículos eléctricos. En la Exposición Mundial de 1867 en París, el inventor austríaco Franz Kravogl mostró un ciclo de dos ruedas con motor eléctrico. Francia y Gran Bretaña fueron las primeras naciones que apoyaron el desarrollo generalizado de vehículos eléctricos. En noviembre de 1881, el inventor francés Gustave Trouvé demostró un automóvil de tres ruedas en la Exposición Internacional de la Electricidad de París.
Justo antes de 1900, antes de la preeminencia de los motores de combustión interna, los automóviles eléctricos realizaron registros de velocidad y distancia notables, entre los que destacan la superación de la barrera de los , de Camille Jenatzy el 29 de abril de 1899, que alcanzó una velocidad máxima de .
Los automóviles eléctricos, producidos en los Estados Unidos por Anthony Electric, Baker, Detroit, Edison, Studebaker y otros durante los principios del tuvieron relativo éxito comercial. Debido a las limitaciones tecnológicas, la velocidad máxima de estos primeros vehículos eléctricos se limitaba a unos , por eso fueron vendidos como coche para la clase alta y con frecuencia se comercializaban como vehículos adecuados para las mujeres debido a conducción limpia, tranquila y de fácil manejo, especialmente al no requerir el arranque manual con manivela que si necesitaban los coches de gasolina de la época.
En España los primeros intentos se remontan a la figura de Emilio de la Cuadra. Tras una visita a la Exposición Internacional de la Electricidad por motivos profesionales se interesó por dichos motores tras haber quedado sorprendido por las carreras celebradas en el circuito París-Burdeos-París en 1895. A través de la Compañía General de coches-automóviles Emilio de la Cuadra S. en C. construiría diversos prototipos de vehículos eléctricos. Sin embargo, la falta de tecnología y recursos materiales y económicos provocó que desechara todos los proyectos y dedicara una docena de automóviles con motor de explosión, bajo el nombre de La Cuadra. La empresa cerró en 1901 debido a la falta de dinero y una huelga.
La introducción del sistema de arranque eléctrico del Cadillac en 1913 simplificó la tarea de arrancar el motor de combustión interna, que antes de esta mejora resultaba difícil y a veces peligroso. Esta innovación, junto con el sistema de producción en cadenas de montaje de forma masiva y relativamente barata implantado por Ford desde 1908 contribuyó a la caída del vehículo eléctrico. Además, las mejoras se sucedieron a mayor velocidad en los vehículos de combustión interna que en los vehículos eléctricos.
A finales de 1930, la industria del automóvil eléctrico desapareció por completo, quedando relegada a algunas aplicaciones industriales muy concretas, como montacargas, introducidos en 1923 por Yale, toros elevadores de batería eléctrica, o más recientemente carros de golf eléctricos, con los primeros modelos de Lektra en 1954.
Las crisis petroleras de la década de 1970 reavivaron el interés en la propulsión eléctrica, pero las baterías disponibles todavía limitaban el alcance y el costo. Posteriormente, el desarrollo de semiconductores de potencia, microprocesadores y sistemas de control permitió gestionar con mayor eficiencia el motor y la batería. La comercialización de baterías de ion de litio proporcionó la densidad energética necesaria para ampliar la autonomía.
En el , ante los fenómenos del cambio climático y agotamiento de recursos fósiles, se "decidió dar una oportunidad" para los autos eléctricos. Estos tienen una ventaja, ya que pueden utilizar variedades de fuentes renovables para producir electricidad, su combustible.
El Tesla Roadster, lanzado en 2008, y el Nissan Leaf, comercializado desde 2010, se encuentran entre los modelos asociados con el comienzo de la etapa moderna del automóvil eléctrico.
En abril del 2019, BYD Auto lanzó al mercado el primer autobús biarticulado del mundo, el BYD K12A, el cual operó como prueba en el sistema BRT de Bogotá TransMilenio en agosto de 2019.
En la segunda mitad de 2020, la compañía manufacturera de autobuses Yutong empezó a poner en circulación de manera paulatina hasta completar 10 autobuses eléctricos en el sistema Metrobús de la Ciudad de México, particularmente en el recorrido que comprende la Ruta 3, que va desde Tenayuca hasta Santa Cruz Atoyac, Benito Juárez, de la mano de la empresa concesionaria MIVSA, subsidiaria de Mobility ADO y en colaboración con ENGIE. Previamente Yutong había suministrado trolebuses simples y articulados al Sistema de Transportes Eléctricos de la Ciudad de México, con sistemas de autonomía totalmente eléctricos con hasta de alcance con batería al desconectarse de la línea aérea de contacto y con esa previa experiencia, pudieron poner en marcha este plan que, si es de resultados positivos, es posible replicarlo en más rutas.
Tecnología y funcionamiento El sistema de propulsión de un automóvil eléctrico de batería integra cinco componentes principales:
Batería de tracción: almacena la energía eléctrica. Motor eléctrico: convierte la electricidad en movimiento. Electrónica de potencia: regula la energía entre la batería y el motor. Sistema de gestión de la batería: supervisa carga, temperatura y seguridad. Equipo de recarga: adapta la electricidad suministrada al vehículo.
A diferencia de un motor de combustión interna, el motor eléctrico puede entregar un par motor elevado desde bajas revoluciones. Durante la desaceleración, el frenado regenerativo permite que funcione como generador y devuelva parte de la energía cinética a la batería.
Motores y electrónica de potencia Los diseños más comunes emplean motores de inducción, motores síncronos de imanes permanentes o motores de reluctancia. Cada tecnología presenta diferencias de eficiencia, costo, control y uso de materiales. Los motores de imanes permanentes pueden alcanzar una alta densidad de potencia, aunque dependen de materiales como el neodimio; los motores de inducción evitan esos imanes, mientras que los de reluctancia requieren sistemas de control más complejos.
La electrónica de potencia regula el flujo de energía entre la batería, el motor y los sistemas auxiliares. El inversor transforma la corriente continua de la batería en corriente adecuada para el motor; el convertidor de corriente alimenta los sistemas de bajo voltaje, y el cargador a bordo gestiona la recarga con corriente alterna. Estas funciones influyen en la eficiencia, el rendimiento y la gestión térmica del vehículo.
Baterías La batería de tracción suele ser el componente más pesado y costoso del automóvil eléctrico. Las celdas se agrupan en módulos o se integran directamente en un paquete que incorpora refrigeración, sensores y un sistema de gestión de baterías. Su capacidad, expresada en kilovatios-hora (kWh), influye en la autonomía, mientras que la gestión térmica y los patrones de carga afectan su rendimiento y degradación. La tecnología dominante es la batería de ion de litio. Entre sus químicas más extendidas se encuentran las basadas en níquel, manganeso y cobalto (NMC), que ofrecen alta densidad energética, y las de fosfato de hierro y litio (LFP), generalmente más económicas, estables y libres de cobalto, aunque con menor densidad energética. También se investigan baterías de estado sólido y de ion de sodio, pero sus costos, escalabilidad y desempeño continúan evolucionando.
Tipos y terminología
La terminología distingue los automóviles totalmente eléctricos de otras tecnologías electrificadas: TipoFuente de energíaMotor de combustiónRecarga externaVEB o BEVBateríaNoSíHíbrido enchufableBatería y combustibleSíSíPila de combustibleHidrógenoNoNo; reposta hidrógeno