Antes de usar cualquier artefacto, herramienta o un coche eléctrico, debe desarrollar una buena comprensión de la corriente, la resistencia, el voltaje y temas relacionados como kW y kWh. Aquí vamos a tratar de dar una breve introducción a lo que es el voltaje y cuáles son sus características.
Las personas por lo general nunca piensan en el voltaje, hasta que necesitan buscar las baterías del voltaje correcto para alimentar un mando a distancia, el juguete de un niño o el voltaje que necesita su coche eléctrico para funcionar. El voltaje correcto es muy importante para que pueda funcionar cualquier sistema de energía de forma segura.
¿Qué es el voltaje?
Es más fácil trabajar con el voltaje que describirlo. La cantidad de voltaje se indica mediante el voltio. El voltaje es la magnitud física que mide la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Dicho de otro modo, en caso de que se inicie una corriente eléctrica entre dos puntos, porque los electrones empiecen a desplazarse de uno a otro, ¿cuánta electricidad habrá como resultado? Eso es el voltaje.
A mayor cantidad de voltios, mayor flujo eléctrico recibirá un aparato o dispositivo eléctrico o electrónico.
Los dispositivos electrónicos han sido diseñados para funcionar con un determinado voltaje.
Recibir un mayor voltaje puede dañarlos. Por el contrario, si el flujo eléctrico es bajo, los circuitos de los aparatos no funcionarán. Por eso es necesario comprender lo que es el voltaje y los problemas asociados al utilizar mal el voltaje en los aparatos.
Voltaje y el término diferencia de potencial
Voltaje y diferencia de potencial son dos términos que suelen usarse de forma indistinta. La diferencia de potencial se define como la diferencia de energía potencial entre dos puntos. Esta diferencia expresada en voltios determina cuánta energía potencial existe para mover electrones de un punto específico a otro.
La cantidad identifica cuánto trabajo, de manera potencial, se puede realizar a través de un circuito. Las baterías domésticas por lo general ofrecen 1,5 voltios. La electricidad de la red doméstica ofrece un voltaje de 220. A mayor voltaje, mayor será la capacidad de empujar más electrones.
Diferencia entre voltaje y corriente
Hay que comprender la electricidad para poder comprender el voltaje. La electricidad fluye como una corriente, de la misma forma que fluye el agua de un río. El agua siempre desde las alturas hacia lugares que tienen menos altura y de la misma forma fluye la electricidad.
La altura representa el potencial eléctrico y la electricidad fluye de lugares con alto potencial eléctrico a lugares con bajo potencial eléctrico. La diferencia de potencial entre dos lugares se puede expresar como un voltaje. El voltaje es la presión que hace que la electricidad fluya y esta fluye como corriente.
Cómo se mide el voltaje
Para medir el voltaje, es necesario utilizar un multímetro. Los multímetros son fáciles de usar, así que puedes utilizarlos cuando necesites medir el voltaje. Además del voltaje, los multímetros pueden realizar comprobaciones de continuidad y medir parámetros como resistencia, corriente, capacitancia y temperatura.
Voltajes y baterías de coches eléctricos
La pieza más importante de cualquier coche eléctrico (EV) es su batería y esta se compone de celdas individuales en una configuración en serie/paralelo para lograr el voltaje y la capacidad deseada.
Los voltajes en los paquetes nominales de los coche eléctrico actuales van desde 100 V a 200 V para coches híbridos e híbridos enchufables y de 400 V a 800 V y más para coches eléctricos puros.
La grandísima importancia del voltaje en los coches eléctricos reside en que tienen una relevancia total de cara a la autonomía de estos.
Tengamos en cuenta que para ganar autonomía en un coche eléctrico, tenemos dos caminos. Podemos instalar una batería más grande, o podemos conseguir que una misma batería almacene más capacidad. Esto último sería aumentar la densidad de energía de una batería.
Y una de las soluciones para esto último que han encontrado los fabricantes es aumentar el voltaje del sistema eléctrico en el que funcionan los coches eléctricos. ¿Por qué? Porque un voltaje superior con el mismo nivel de intensidad en amperios, significa literalmente más energía. Según la ley de Ohm podríamos llegar a tener el doble de energía en términos teóricos. Luego su paso a la práctica no es tan simplista, pero en cualquier caso sí hay una diferencia de energía importante.
Es por eso por lo que muchos coches eléctricos ahora llegan con un sistema eléctrico que funciona en 800 voltios o incluso en 900 voltios, en lugar de los 400-500 voltios en los que funcionan muchos otros.
Ventajas de coches eléctricos con mayor voltaje
La ventaja principal es que hay una capacidad energética mayor. Pero claro, uno podría pensar que eso también implica tardar más tiempo en cargar la batería. Y no es así. Porque también podemos recargar al mismo voltaje. Aunque también hay menos cantidad de cargadores en este voltaje ahora mismo, será habitual su existencia en los puntos de carga, por lo que a medio e incluso a corto plazo eso no es algo que deba preocuparnos.
Si el sistema de carga también funciona en 800 voltios, estaremos recargando más energía en el mismo tiempo, por lo que el tiempo no es un problema. De hecho, los avances en la carga rápida en los coches eléctricos vienen precisamente por la posibilidad de carga en un mayor voltaje en muchos casos.
Así, tenemos más energía en una batería de un coche eléctrico sin necesidad de tener que aumentar el tiempo de carga.
Los principales inconvenientes son dos, que podríamos aglutinar en uno solo. El primero es que trabajar con un voltaje superior implica mayores riesgos y la necesidad de evitar accidentes o perjuicios. Esto hace que los fabricantes tengan que diseñar sistemas capaces de trabajar con voltajes superiores y sistemas de emergencia más resistentes en caso de fallo.
Por otro lado, en situaciones de accidente el sistema eléctrico no debe convertirse en algo que nos pueda dañar. Claro está, tampoco es que llevar un depósito de gasolina a 120 km/h sea lo más seguro del mundo, y hemos aprendido a construir coches seguros y sistemas de seguridad que evitan los riesgos de incendio en caso de accidente.
No obstante, trabajar con voltajes superiores no solo implica tener que contar con coches con sistemas de mayor calidad, y por tanto algo más caros, sino también con puntos de carga en los que hay que aumentar la seguridad y la calidad de los materiales.
Aun así, el aumento en el voltaje en el que funcionan los sistemas de los coches eléctricos es el camino que parece que seguirán todos los fabricantes y que ya podemos ver en algunos modelos en concreto, como es el caso del Hyundai Ioniq 5.
