Los vehículos eléctricos de batería se caracterizan por una conducción más eficiente y una mayor autonomía a bajas velocidades. Fuente: Shutterstock
El Toyota Corolla con motor de 1.8 litros consume 6.2 litros de gasolina para recorrer 100 kilómetros en carretera. Pero en las calles de la ciudad esto requeriría 7.9 litros de gas. La Ford F-150 2022 consume 9,4 y 12,1 litros cada 100 km respectivamente en carretera y ciudad.
Los automóviles tradicionales alimentados por combustible con motores de combustión interna logran un mayor kilometraje en la carretera en comparación con las vías urbanas. Misceláneas factores pueden afectar la eficiencia de conducción del vehículo.
En primer lugar, los motores de combustión interna están diseñados para alcanzar su punto máximo de eficiencia más cerca de las velocidades de autopista. En segundo lugar, a diferencia de la conducción en carretera, la conducción en ciudad implica más aceleración y frenado; cada vez que un automóvil de combustible acelera, usa más energía de la que usaría para mantener la velocidad. Cada vez que frena, la energía se pierde en forma de calor en las pastillas de freno.
Todos estos factores dan como resultado un mayor consumo de combustible cuando se conduce en carretera en comparación con la conducción en ciudad.
Consumo de energía
Los vehículos eléctricos a batería (BEV) no necesitan gasolina. ¿Cuánta electricidad se necesita para conducir un BEV en las carreteras? ¿Y este requisito de potencia será mayor (o menor) para la conducción en ciudad?
Uno esperaría que el BEV requiera menos energía para conducir en la carretera en comparación con la ciudad. Y un BEV completamente cargado debería poder funcionar más tiempo en la carretera que en la ciudad. Sin embargo, la realidad es exactamente la contraria.
La energía almacenada en la batería se mide en kilovatios hora (KWh). Si un BEV en particular tiene una capacidad de 200 kWh, idealmente proporcionaría 200 KW (equivalente a 268 caballos de fuerza) durante una hora, o 100 kWh durante dos horas, y así sucesivamente. Hipotéticamente, este BEV puede generar unos impresionantes 2680 hp durante seis minutos y unos asombrosos 26 800 hp durante 36 segundos.
En la práctica, sin embargo, la resistencia interna de la batería impide que entregue una potencia infinita incluso durante un breve período de tiempo. Al tratar de extraer mucha energía de la batería, su resistencia interna provoca una caída de voltaje lo suficientemente alta como para apagarla por completo.
Cuando el BEV funciona a alta potencia, solo una fracción de su capacidad total de energía está disponible para conducir. Sin embargo, con menor potencia, la batería puede entregar más energía.
Prueba de batería
Realizamos experimentos con nosotros. laboratorio de investigación para sistemas de gestión de baterías en la Universidad de Windsor. Tomamos una celda de batería cilíndrica, como las que se usan para fabricar baterías BEV, y calculamos su energía a diferentes corrientes de descarga.
Primero, cargamos completamente la batería, y luego la descargamos con cierta potencia hasta agotarla por completo. Luego lo volvimos a cargar por completo y lo descargamos a media potencia hasta agotarlo por completo. El experimento se repitió cinco veces más, cada vez reduciendo a la mitad la potencia de la descarga.
Cuando calculamos la energía total descargada por la batería en cada experimento, encontramos que cuanto menor sea la corriente, mayor será la capacidad de energía de descarga.
Los BEV necesitan más corriente eléctrica (una medida de potencia) en las carreteras en comparación con las calles de la ciudad porque la velocidad promedio en las carreteras es más alta. Además, sus baterías se vuelven menos eficientes a altas corrientes debido a la pérdida de energía.
Además, los BEV no pierden tanta potencia al frenar porque convierten su energía cinética nuevamente en energía eléctrica utilizando sistemas de frenado regenerativo. Todos estos hechos contribuyen a una conducción más eficiente y una mayor autonomía a bajas velocidades.
Las baterías funcionan bien a temperatura ambiente, las temperaturas más bajas y más altas reducen su rendimiento. Del mismo modo, el uso de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado en el vehículo reducirá el rendimiento de las baterías.
El rendimiento de la batería también se ve afectado por la forma en que se usa con el tiempo. El el sistema de gestión de la batería es muy importantey en algunos BEV, se puede programar para evitar que el conductor agote completamente la batería para que pueda mantenerse saludable durante mucho tiempo.
consumidores informados
Canadá 2022 guía de consumo de combustible contiene información detallada sobre algunos BEV. En promedio, los BEV probados requerían menos energía para viajar 100 kilómetros en vías urbanas en comparación con las autopistas, lo que confirma nuestra explicación.
Esto ha sido probado por una investigación realizada por la Asociación Americana del Automóvil. la mayoría de los vehículos pasaban más tiempo en condiciones urbanas, donde la velocidad era menor en comparación con la conducción en autopista. Esto significa que un BEV completamente cargado cubre distancias más largas a una velocidad más lenta.
Nuestros hallazgos sugieren que a las personas que están considerando comprar un vehículo eléctrico les resultaría útil si las guías de consumo de energía incluyeran esta información. Los conductores de BEV pueden esperar un rango más corto a altas velocidades y también pueden esperar un aumento en el costo por kilómetro con la velocidad del vehículo.
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