Aunque para los que tienen conocimientos de mecánica el motor eléctrico puede parecer complejo, lo cierto es que en realidad es mucho más sencillo que un motor de combustión interna. Aun así, hay cosas que pueden resultar más difíciles de comprender.
Es lo que ocurre con el convertidor DC-DC a bajo voltaje. Está presente en los coches eléctricos. Pero, ¿por qué es necesario?
¿Qué convertidores de electricidad tiene un coche eléctrico?
La electricidad es la clave de un coche eléctrico. Así que todo gira alrededor de esto. Las baterías sirven para almacenar electricidad, los sistemas eléctricos para que los electrones se desplacen, y el motor convierte el campo magnético generado por los electrones que circulan por el sistema eléctrico en un movimiento que llega a las ruedas.
Ahora bien, el motor eléctrico se compone de un sistema eléctrico que funciona en corriente alterna. En cambio, las baterías de iones de litio de los coches almacenan energía con un sistema de corriente continua.
Así, para utilizar la electricidad es necesario convertirla de corriente continua a corriente alterna.
Por todo lo anterior, los coches eléctricos cuentan con un convertidor DC-AC que realiza esta función. Ya tenemos el primer convertidor.
¿Cómo llega la energía a la batería?
La batería acumula energía que viene del exterior, cuando cargamos el coche. Pero la electricidad se transporta por medio de la red eléctrica en corriente alterna. Cuando enchufamos un aparato en casa lo hacemos a una toma de corriente alterna. Por ello necesitamos un adaptador para enchufar un portátil, un móvil o una televisión. Este adaptador puede ir integrado en el equipo, o podemos verlo en forma de petaca en una zona intermedia del cable. Esto es en realidad un convertidor AC-DC.
La electricidad que llega por medio de la red eléctrica a los puntos de carga de los coches eléctricos también es corriente alterna. Los cargadores de carga rápida cuentan con un convertidor AC-DC muy potente que permite transferir la energía a la batería directamente. De ahí llega esa velocidad de carga superior.
En cambio, muchos cargadores públicos, los que no son rápidos, o los que tenemos en casa, funcionan en corriente alterna.
Los coches eléctricos tienen un convertidor AC-DC integrado. Recibe el nombre de cargador de a bordo. Es el que convierte la corriente alterna que suministramos en corriente continua para almacenar energía en la batería.
¿Para qué un convertidor DC-DC a bajo voltaje?
Si el motor necesita energía en corriente alterna, y ya tenemos energía en corriente continua en la batería, ¿para qué vamos a necesitar un convertidor DC-DC adicional en el coche eléctrico?
Pues porque todavía hay muchas cosas en el coche que funcionan con corriente continua. Muchas de estas ya están presentes en los coches con motor de combustión.
Sin ir más lejos, el alternador convierte el movimiento mecánico del motor en energía eléctrica y la almacena en la batería del coche. Corriente continua en todo caso. Se requiere alimentación eléctrica para la iluminación, el aire acondicionado, los servomotores de los frenos, la dirección asistida, y un largo etcétera.
Los coches eléctricos también tienen todas estas cosas, y necesitan recibir alimentación eléctrica. ¿No pueden recibirla directamente de la batería del coche eléctrico?
Pues sí. Sí pueden. Los coches eléctricos suelen almacenar energía en un sistema de 400 voltios. Los últimos coches eléctricos están optando por sistemas de 800-900 voltios. Una lámpara LED suele requerir de 12 voltios.
Lo que le sucede a una lámpara LED que requiere 12 voltios al suministrar 800 voltios es exactamente lo mismo que te sucede a ti cuando en vez de tocar una pila por los dos polos metes los dedos en el enchufe. Bueno, hay una diferencia, y es que los sistemas eléctricos de casa superan por poco los 200 voltios, y aquí hablamos de cifras muy superiores.
Ahorro de energía, eficiencia y seguridad
Lógicamente, una bombilla podría trabajar en un régimen de voltaje superior. Pero el consumo de energía sería superior, y en cualquier coche eléctrico optimizar el consumo de batería es clave para conseguir la mayor autonomía posible.
Por otro lado, si te ha sonado peligroso eso de meter los dedos en un enchufe, imagina el peligro del sistema eléctrico del coche con un voltaje cuatro veces superior.
Los coches eléctricos cuentan con toda una serie de sistemas de seguridad para evitar problemas de electrocuciones en casos de accidente. Si cada elemento eléctrico del coche, desde las luces interiores hasta los botones para subir la ventanilla, estuvieran recibiendo una carga de 800 voltios, las posibilidades de que algo saliera mal serían demasiado altas.
Este régimen de voltaje se limita al almacenamiento de energía en la propia batería. Y el convertidor DC-DC a bajo voltaje se encarga de baja la tensión a una más baja y más normal para el funcionamiento del resto de sistemas eléctricos del vehículo.
