El término "coche eléctrico" actualmente cubre varios conceptos que tienen en común el uso de un motor eléctrico para la totalidad o parte de su propulsión. Se diferencian por su autonomía y su tasa de liberación de CO 2 .
Tres conceptos ya están en el mercado: la de los híbridos enchufables (PHEV en Inglés para Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Son propulsados en el camino por una máquina de calor, a la que reemplazan, para la circulación en la ciudad, un motor eléctrico. Está alimentado por baterías recargables en ruta por el alternador acoplado al motor y / o parado en el sector;
Los coches extensor de alcance (Vera de rango extendido Electric Vehicle). La propulsión del vehículo se realiza mediante un motor eléctrico alimentado por baterías de gran capacidad mantenidas cargadas por un pequeño bloque de alternador - motor. Este último, gracias a una velocidad constante alrededor de su velocidad de rotación óptima (1500 rpm), permite un consumo en carretera de menos de 2 litros de gasolina (o diesel) por cada 100 km y grandes autonomías;
los vehículos totalmente eléctricos (BEV para la batería del vehículo eléctrico) de la batería y el motor eléctrico. Su batería de gran capacidad debe recargarse cuando está parado. Su autonomía aún limitada está actualmente destinada al uso urbano.
El desarrollo de PHEV, EREV y BEV todavía está limitado por, entre otras cosas, el costo, el peso y la vida útil de las baterías recargables (baterías de iones de litio) . Cada sistema tiene ventajas y limitaciones. Se están desarrollando en paralelo al igual que la gasolina y el diesel están coexistiendo en este momento.
Cabe señalar que los automotores equipados con pilas de combustible de hidrógeno también se describen a menudo como vehículos eléctricos: tienen un motor eléctrico pero producen electricidad a bordo a partir del hidrógeno almacenado en tanques a presión. Su operación se presenta en otra forma ("Hidrógeno en el transporte") .
Operación técnica
Un vehículo terrestre autónomo debe asociar a su motorización el transporte de la energía necesaria para este.
Para los autos eléctricos, se deben distinguir dos dimensiones para comprender completamente el potencial y las limitaciones de cada sistema en el mercado: función motora, controlada y eficiente;
la función de almacenamiento, aún no completamente controlada, ni completamente efectiva.
Comparación de las capacidades de un vehículo térmico y un vehículo eléctrico
En los vehículos térmicos, los motores actuales tienen eficiencias energéticas que no exceden el 20% en condiciones reales de tráfico . En un total de 60 litros de gasolina, la energía de 12 litros se transmitirá a las ruedas y 48 litros se disiparán en calor. Por otro lado, la densidad energética específica de la gasolina o el diésel es muy importante, del orden de 12 kWh / kg, lo que permite a los automóviles actuales tener una autonomía considerable, cerca de 1 000 km para 60 litros (del orden de 50 kg de diesel comúnmente almacenados en sus tanques.
En los autos eléctricos, el problema es el opuesto. El motor eléctrico tiene una eficiencia energética cercana al 80%, casi 4 veces la de un motor térmico (este rendimiento no incluye el de la generación de electricidad corriente arriba, la electricidad es un vector y no una fuente de energía). energía). Por otro lado, las baterías de la última generación de vehículos eléctricos solo pueden almacenar alrededor de 150 Wh / kg, lo que es casi 80 veces menos que los hidrocarburos (3) .
En general, se requeriría que la energía eléctrica almacenada en 1,000 kg de baterías recorra la misma distancia que 50 kg de diesel (60 litros), o aproximadamente 1,000 km. Se espera un progreso considerable en el rendimiento de la batería.
Contexto
A pesar de los obstáculos tecnológicos que presenta hoy en día, se espera un incremento en el desarrollo de vehículos eléctricos, ya que cumple los tres principales retos de la 21 ª siglo.
La lucha contra el cambio climático
La comunidad científica mundial, a través del trabajo del IPCC , ha creado conciencia de que las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades humanas son la principal causa de un aumento en la temperatura promedio mundial. El acuerdo de París ( concluido al final de la COP21 en diciembre de 2015 ) establece el objetivo de limitar el calentamiento global a 2 ° C como máximo en comparación con las temperaturas preindustriales. Según el IPCC, las emisiones globales de gases de efecto invernadero deberían reducirse entre un 40% y un 70% para 2050 (en comparación con los niveles de 2010) y alcanzar una economía casi libre de emisiones de carbono durante la segunda mitad del año. Veintiuno siglo para esperar alcanzar este objetivo.
Más de la mitad del consumo mundial de petróleo se destina al transporte (especialmente el transporte por carretera). Fase de uso, un coche eléctrico, en función de si es de tipo PHEV, BEV o VERA emite pocos gramos de CO2 / km a 100 g / km, mucho menos que los vehículos térmicos que emiten un promedio de 100 a 200 g / km. Sin embargo, este beneficio ambiental general depende en gran medida de las emisiones generadas para producir y almacenar la electricidad que se les suministra.
En países con poco uso de combustibles fósiles en su combinación energética, esta ganancia puede ser muy importante. Pero hoy en día, la mayoría de los países todavía producen electricidad a partir de combustibles fósiles, principalmente carbón (una fuente de energía utilizada para producir casi el 39% de la electricidad mundial con una eficiencia de conversión promedio de solo el 30% ). Bajo estas condiciones, la ganancia ambiental del vehículo eléctrico es baja.
También se debe tener en cuenta que la fabricación de vehículos eléctricos también genera emisiones de gases de efecto invernadero, particularmente durante la construcción de baterías.
Contaminación del aire
El continuo aumento de las poblaciones urbanas y el uso de vehículos térmicos se acompaña de una creciente contaminación de la atmósfera de las ciudades, especialmente en los países emergentes. Ha habido un aumento de trastornos pulmonares relacionados con óxidos de nitrógeno (NO x ) y partículas de carbono (diesel). El desarrollo de automóviles eléctricos en áreas urbanas reducirá esta contaminación "térmica".
De acuerdo con el informe "Contaminación del Aire y Energía", publicado en 2016 por la AIE , el transporte por carretera es responsable de 58% de las emisiones globales de NO x y el 73% de esas finas partículas PM 2,5.
Retos con energía
Para un desarrollo a gran escala, los automóviles eléctricos deben ofrecer una combinación de rendimiento técnico / equilibrio ambiental / autonomía / costo al menos tan atractivo como los autos térmicos actuales.
La actuación
Dadas las cualidades intrínsecas de los motores eléctricos (tamaño, par máximo disponible en el arranque, etc.), el rendimiento dinámico de los vehículos eléctricos es mejor que el de los autos térmicos equivalentes, y esto en un silencio casi absoluto.
autonomía
Este es el punto débil de los vehículos eléctricos. La solución más adecuada en la actualidad es la de los vehículos con extensor de alcance cuya batería le permite cubrir el 80% de los trayectos diarios sin aceite o sin hidrógeno. Para largas distancias, el grupo de motor térmico mantiene la batería cargada con un bajo consumo de combustible.
De hecho, es más fácil optimizar la eficiencia de una unidad de motor térmico cuando se guarda para proporcionar energía instantáneamente en sistemas transitorios extendidos. Por lo tanto, los fabricantes de automóviles diseñan motores termoeléctricos que permiten que los EREV alcancen la autonomía de los automóviles actuales y un consumo de 2 litros por cada 100 km en largas distancias, junto con un modo de funcionamiento urbano totalmente eléctrico.
Los fabricantes de vehículos 100% eléctricos anuncian finalmente que las autonomías son cada vez más importantes. Como una indicación, el último modelo del Renault ZOE (con batería 41 kWh ZE 40), el automóvil eléctrico más vendido en Europa, tiene una gama anunciada en el uso real de 300 km. A esta cuestión de autonomía se le superpone el tema de la recarga de vehículos eléctricos (duración, infraestructura disponible, etc.).
El costo
El alto costo de las baterías de alto rendimiento actualmente es un freno para el desarrollo de vehículos eléctricos a gran escala.
El costo adicional de la compra puede ser parcialmente compensado por ahorros en el uso del vehículo (mantenimiento o combustible), la electricidad es más barata que la gasolina o el diesel.
Tenga en cuenta que el alto precio de la gasolina o el diesel se genera por un alto nivel de impuestos. La electricidad menos gravada proporcionará menos rendimientos financieros a los Estados en un momento en que muchos de ellos sufren dificultades presupuestarias. Esto plantea claramente la cuestión del riesgo de un mayor precio de la electricidad para el transporte, con todas sus consecuencias sobre la economía del automóvil eléctrico.
Fuente: bymsoftinternacional.blogspot.com
