Vehículos eléctricos: historia y futuro

Los vehículos eléctricos no son nuevos y Tesla es solo una de las muchas marcas que han perseguido el sueño de la movilidad eléctrica.

Un vehículo eléctrico o EV es cualquier vehículo que utiliza energía eléctrica para propulsión. Esa energía podría provenir de una amplia gama de fuentes, siempre que sea eléctrica.

El uso de electricidad hace que los automóviles sean más fáciles de conducir, más ecológicos, menos ruidosos y, en general, más cómodos para toda la familia.

Esta publicación analiza más de cerca los vehículos eléctricos, lo que significan para la humanidad y lo que depara el futuro.

Los primeros vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos se remontan al siglo XIX, cuando el motor de combustión interna no alcanzaba la alta eficiencia que conocemos hoy. El primer motor eléctrico registrado es del sacerdote húngaro. Anyos Jedlik en 1827, mientras que el primer uso de electricidad para impulsar un automóvil se produjo en 1835.

Las locomotoras también se convirtieron en el centro de atención en 1838. El barco Le Téléphone de 5 metros inventado por el francés Gustave Trouvé alcanzó una velocidad máxima de 5.6 mph en 1818 y, a principios del siglo XX, los vehículos eléctricos producidos en serie eran una realidad.

Sin embargo, tenían una velocidad y un alcance limitados, pero la electricidad era una alternativa mucho mejor en ese entonces que la máquina de vapor, que a menudo requería más de media hora para calentarse en los días fríos.

Plomo-ácido y colibríes

La principal razón del éxito del vehículo eléctrico se remonta a la invención de la batería de plomo-ácido por Gaston Planté, un científico francés, en 1859. Y a medida que se desarrolló la tecnología, llevó a que los coches eléctricos fueran muy prácticos porque se podía cárguelos antes de usarlos.

Londres, por ejemplo, consiguió una flota de taxis a batería en 1897 y los llamaron cariñosamente "Colibríes" por su silencioso zumbido. Los automóviles eléctricos tuvieron tanto éxito que en 1900, el 38% de los automóviles en los Estados Unidos funcionaban con electricidad, el 40% con vapor y solo el 22% tenían un motor de combustión interna (de gasolina).

Sin embargo, a menudo se los llamaba automóviles para mujeres, porque las mujeres eran las que más se beneficiaban de su facilidad de uso. Su alcance limitado y la disponibilidad limitada de la estación de carga también significaron que eran más útiles como automóviles urbanos.

El modelo T y la caída de los vehículos eléctricos

El motor de combustión interna también experimentó un desarrollo durante todo este tiempo. Y a medida que las carreteras se expandieron fuera de las ciudades y se convirtieron en autopistas, los ICE podían viajar más rápido y más lejos, mientras que los vehículos eléctricos a menudo se limitaban a una velocidad máxima de 20 mph y un alcance de 40 millas.

Este desarrollo comenzó a inclinar la balanza a favor del ICE. Entonces, cuando Henry Ford introdujo su sistema de producción en masa y creó el Model-T, las cosas comenzaron a cambiar.

Los vehículos con motor de combustión interna se estaban volviendo más baratos mientras que el desarrollo de los vehículos eléctricos se estancaba, y en 1913, un automóvil de gasolina costaba aproximadamente la mitad del precio de un automóvil eléctrico. Así es como los vehículos eléctricos desaparecieron lentamente del mercado masivo, principalmente gracias a Ford.

Un nuevo comienzo

Las nuevas investigaciones sobre la tecnología de los automóviles eléctricos comenzaron de nuevo alrededor de los años sesenta y setenta. A muchas empresas se les ocurrieron diferentes ideas brillantes en este período, pero ninguna fue un éxito comercial.

La crisis energética de los años 70 y 80 también ayudó a crear más presión para encontrar energías alternativas y soluciones de movilidad. Estos esfuerzos se trasladaron a la eficiencia del combustible y la reducción de las emisiones del motor en la década de 1990. Los vehículos eléctricos todavía se fabricaban aquí y allá, pero ninguno fue un gran éxito comercial.

Litio-Ion y Tesla

Tesla Motors comenzó el desarrollo del Tesla Roadster en 2004 y entregó las primeras unidades en 2008. Funcionaban con baterías de iones de litio, una tecnología inventada en la década de 1980 y utilizada principalmente en dispositivos electrónicos.

Este roadster Tesla también podría viajar hasta 200 millas (320 km) por carga. Presentaba una batería de 53 kWh y un motor de CA trifásico nominal de 185 kW que producía 3 caballos de fuerza. Esto lo ayudó a acelerar de 248 a 0 en 60 segundos, aunque se limitó a 2.9 segundos y alcanzó un máximo de 5.7 mph.

A la gente le encantaba el Roadster. Se veía genial, moderno y de moda. Entonces, Tesla vendió una tonelada de ellos, alcanzando las 2,450 unidades en 2012 y el resto es historia.

El problema de los coches eléctricos

El mayor problema de los coches eléctricos es la portabilidad energética. Es decir, un sistema de almacenamiento o generación de energía que sea lo suficientemente compacto como para caber en casi todas partes, pero que aún produzca suficiente energía para cientos, si no miles, de millas.

Dos aplicaciones principales aquí son el generador de celdas de hidrógeno y el almacenamiento de baterías. Ambas tecnologías tienen sus ventajas y desventajas entre sí.

Se han demostrado celdas de combustible que funcionan con hidrógeno y producen suficiente energía para mover automóviles, pero aún no son prácticas. Su mayor inconveniente es el alto costo del generador de pila de combustible, que requiere materiales raros y costosos para producir. Esto hace que el futuro de la pila de combustible parezca sombrío en comparación con el almacenamiento de la batería. Sin embargo, los trenes de hidrógeno y otros casos de uso especializados podrían resultar más prácticos.

Para las baterías, el renacimiento de los vehículos eléctricos recargables vino con mejoras en la tecnología de almacenamiento. Pero a pesar de las numerosas mejoras y el desarrollo de la batería de iones de litio, todavía existen algunos problemas.

El cambio de batería, por ejemplo, todavía no es posible con la mayoría de los coches eléctricos, dado su tamaño. Las baterías de iones de litio también tienden a sobrecalentarse, especialmente cuando se dañan en un choque. Y esto puede provocar incendios.

En tercer lugar, mientras que aproximadamente el 90% de la energía almacenada de una batería se convierte en energía mecánica, esta energía aún se reduce a aproximadamente el 60% de la energía total de la red utilizada para recargar la batería. Por tanto, todavía hay margen de mejora.

Términos comunes de vehículos eléctricos

A menudo encontrará ciertos términos relacionados con los vehículos eléctricos en los automóviles eléctricos y esto puede ser confuso para algunos. Entonces, aquí están los principales y lo que significan.

• VHE - Vehículo Eléctrico Híbrido. Este vehículo utiliza combustible líquido para generar la energía que carga su batería y acciona las ruedas. No puede enchufarlo ni cargarlo externamente.
  
  
• PEV - Vehículo eléctrico enchufable. Este término se refiere a cualquier vehículo que pueda enchufar para recargar. No importa si todavía usa combustible líquido o no.
  
  
• PHEV - Vehículo eléctrico híbrido enchufable. Los PHEV combinan combustible líquido y fuentes enchufables para generar su energía. Esto los hace más versátiles y amplía su alcance, ya que puede cambiar fácilmente a combustible líquido una vez que se agota la batería.
  
  
• AEV - Vehículo totalmente eléctrico. Este es cualquier vehículo que depende completamente de la electricidad para obtener energía. Esto incluye vehículos enchufables y aquellos en los que simplemente puede cambiar sus baterías.

Otros vehículos eléctricos

La movilidad eléctrica no se limita solo a los automóviles. Entonces, el término "vehículo eléctrico" también significa otros medios de transporte. Aquí hay vehículos eléctricos que no son automóviles:

• Bicicletas - Las bicicletas eléctricas son una tecnología madura, dada su construcción relativamente más simple y sus necesidades de energía. Están ganando popularidad constantemente y están disponibles en todos los estilos, desde montaña, crucero, carga, plegable, etc.
  
  
• Lanchas - Los barcos y barcos eléctricos también han estado disponibles durante más de un siglo. Pero dada la falta de estaciones de carga en el mar, es mejor utilizarlas en las costas y para distancias cortas. Los barcos eléctricos de larga distancia solo son posibles con paneles solares.
  
  Los trolebuses también son posibles si un ferry tiene una ruta fija, por ejemplo. Para que pueda recibir su energía de un cable que cruza el río.
  
  
• Aviones - Los aviones eléctricos han experimentado un desarrollo constante durante décadas, con aviones tripulados y no tripulados construidos y probados. Sin embargo, se ven obstaculizados por los problemas de densidad de energía de las baterías, ya que incluso los aviones que funcionan con energía solar requieren baterías.
  
  Entonces, para que los aviones comerciales eléctricos se conviertan en realidad, el mundo necesita una batería más liviana que la de iones de litio, que puede almacenar una cantidad igual o mayor de energía por dimensiones dadas, mientras que cuesta lo mismo o es incluso más barata.
  
  
• Motocicletas - Marcas desde Piaggio hasta BMW y Harley Davidson han presentado scooters y bicicletas eléctricos en los últimos tiempos. La Harley LiveWire cuenta con un motor de 78 KW y alcanza un máximo de 95 mph (153 kph). Mientras que la Vespa Electtrica ofrece un alcance de 62 millas (100 km).
  
  Sin embargo, una marca notable de bicicletas eléctricas es Zero Motorcycles. Utiliza paquetes de energía de iones de litio en un sistema de 102 voltios para alimentar sus motores de CA trifásicos sin escobillas. Están construidos en variantes de uso callejero, carreras callejeras y carreras de motocross.
  
  
• Fórmula E - La versión eléctrica de las carreras de Fórmula 1. Los vehículos tienen un aspecto similar, pero sus motores no rugen, se quejan.
  
  
• Trenes y tranvías - Los trenes y tranvías eléctricos existen desde hace muchas décadas. Usados ​​principalmente para el transporte público, tienen una fuente de alimentación dedicada. El ICE alemán, el TGV francés y el maglev Transrapid son ejemplos perfectos de trenes eléctricos de alta velocidad.
  
  
• Autobuses - También encontrará autobuses eléctricos con líneas eléctricas dedicadas en ciertas ciudades del mundo como Zurich, Suiza. En los últimos años, sin embargo, China lidera en autobuses eléctricos para la industria del transporte público con cientos de miles de autobuses que funcionan con baterías en el país.

Próximos modelos de vehículos eléctricos

La mayoría de los fabricantes de automóviles parecen haber ignorado la inevitabilidad de un futuro totalmente eléctrico y, por lo tanto, están dando pasos gigantes. A continuación se muestran los próximos súper camiones notables, seguidos de otros vehículos eléctricos interesantes.

• Cibercamión Tesla - Los fanáticos están entusiasmados con este. Esperado para Navidad de 2021, promete un exterior a prueba de balas, con una estructura de acero inoxidable extra resistente. Hay 100 pies cúbicos. Pies de almacenamiento, más de 7,500 libras de capacidad de remolque y un alcance de 250 millas.
  
  
• vehículo eléctrico hummer - GMC también se ha subido al tren y promete un súper camión Hummer totalmente eléctrico. Este puede caminar como un cangrejo en diagonal, carga 100 millas en 10 minutos, tiene un alcance de 350 millas, función de crucero automático, 1,000 caballos de fuerza y ​​0-60 mph en 3 segundos planos. Sí, has leído bien.
  
  
• Ford F-150 - Ford también promete una versión totalmente eléctrica de su camioneta F-150. Debería venir con motores duales, tener un frunk grande (maletero delantero) e igualmente convertirse en la camioneta Ford más poderosa hasta la fecha. La producción y las ventas deberían comenzar en 2022.
  
  
• Búho - EV japonés de producción limitada con cuatro motores y un diseño espectacular. Ofrece 1,984 caballos de fuerza, un alcance de 280 millas, una velocidad máxima de 249 millas y un precio doloroso de 3.2 millones de dólares.
  
  
• BMW i4 - Diseño menos exótico que el i3, pero con mucho estilo. Contará con hasta un 80% de carga de su batería de 80 kWh en 35 minutos y se espera que entregue más de 500 caballos de fuerza.

Otros vehículos próximos incluyen Cadillac Lyriq, Cadillac Celestiq, Mercedes-Benz EQA, Genesis Essentia, Hyundai Ioniq 5, Jeep Wrangler Magneto, Lexus EV SUV, Mazda MX-30, Porsche Macan EV, Volvo XC40, Bollinger B1, Faraday FF91, y muchos más.

Conclusión: lo que depara el futuro

Si bien nadie puede decir con certeza lo que depara el futuro, lo más probable es que los vehículos eléctricos estén aquí para quedarse. Además, siempre pueden mejorar.

Se necesita más trabajo para reducir los tiempos de carga, mejorar la eficiencia y el alcance por carga, mejorar la seguridad, desarrollar más estaciones y estándares de carga y reducir el costo general de la movilidad eléctrica.