Conectado a GM: Cómo las unidades de propulsión de los vehículos eléctricos funcionan como una sinfonía
Por Chris Perkins, escritor y editor de GM News
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Los vehículos eléctricos son el norte de General Motors. Experimenta la potencia suave, silenciosa y casi instantánea de un vehículo eléctrico y entenderás por qué.
Todos los vehículos eléctricos de GM utilizan unidades de propulsión, compuestas por motor, inversor y caja de engranajes, para convertir la electricidad de la batería en movimiento. GM cuenta con más de un siglo de experiencia en el desarrollo de tecnologías de sistemas de propulsión. Esta experiencia le permite diseñar la mayoría de las unidades de propulsión internamente.
Una forma de entender fácilmente la unidad de propulsión de un vehículo eléctrico es compararla con una orquesta. Hay tres componentes principales que conforman nuestra “banda”. Analicemos en detalle cómo desempeña cada uno su papel.
INVERSOR SE ENCARGA DE LA CONVERSION
En un vehículo eléctrico (VE), la batería almacena energía en forma de corriente continua (CC), pero el motor necesita corriente alterna (CA) para generar rotación.
La corriente continua (CC) fluye en una sola dirección, mientras que la corriente alterna (CA) invierte su sentido. El inversor se encarga de esta conversión de energía: toma la corriente continua (CC) almacenada en la batería y la convierte en corriente alterna (CA) para alimentar el motor.
Un inversor utiliza interruptores que se abren y cierran en diferentes combinaciones miles de veces por segundo. Esta conmutación envía corriente al estator en pulsos altamente controlados, creando el campo magnético rotatorio que hace girar el rotor. Básicamente, el inversor convierte y dirige la energía para poner en marcha el motor, de forma similar a cómo un director de orquesta dirige a los músicos para que toquen con un ritmo perfecto.
MOTOR SORPRENDENTEMENTE SIMPLE
Si el inversor es como un director de orquesta, eso significa que el motor representa a los músicos: es lo que realmente crea el movimiento que sientes.
Un motor eléctrico es un dispositivo sorprendentemente simple. Solo tiene una pieza móvil, llamada rotor. Cuando el rotor gira, impulsa las ruedas que impulsan el vehículo eléctrico.
La mayoría de las unidades de propulsión de GM utilizan propulsión por imanes permanentes, lo que significa que los “instrumentos” del motor son imanes. Comprender su funcionamiento se remonta a cuando jugábamos con imanes de niño. Cada imán tiene un polo norte y un polo sur. Los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen. Los motores eléctricos utilizan estas fuerzas magnéticas para convertir la energía eléctrica en fuerza de rotación, llamada par.
En el corazón de un motor eléctrico se encuentra el rotor, que está lleno de imanes y gira sobre un eje. Alrededor del rotor se encuentra un segundo componente estacionario llamado estator, que consta de cables de cobre enrollados alrededor de un núcleo. Al aplicar electricidad al estator, se crea un campo magnético que gira alrededor del rotor; los imanes del rotor siguen este campo magnético, haciéndolo girar y generando par.
JUEGO DE ENGRANAJES
Toda esta música necesita ir a alguna parte, y ahí es donde entra el engranaje. El engranaje es como el entorno acústico o el sistema de sonido, que entrega la música al público (en este caso, las ruedas).
Los motores eléctricos funcionan eficientemente en un rango de velocidad mucho más amplio (medido en revoluciones por minuto o RPM) que el típico motor de combustión interna. Por lo tanto, la mayoría de los vehículos eléctricos solo necesitan un engranaje de una sola velocidad. El eje del rotor impulsa un conjunto de engranajes que se conectan a los ejes para transmitir el par a las ruedas, de forma similar a como un sistema de sonido de vanguardia o una sala de conciertos transmiten música al público con gran belleza.
Otra ventaja: un motor eléctrico gira perfectamente hacia adelante o hacia atrás. En un vehículo eléctrico, no se necesita un conjunto de marchas independiente para que el coche retroceda: al poner reversa, la computadora del vehículo simplemente le indica a la unidad motriz que gire en la dirección opuesta.
ENGAÑOSAMENTE SIMPLE
A primera vista, los sistemas de propulsión de vehículos eléctricos son sorprendentemente sencillos, con relativamente pocos componentes necesarios para convertir la energía bruta en movimiento. A nivel electrónico, por supuesto, el funcionamiento del proceso es muy complejo, controlado por un software altamente avanzado, impulsado por décadas de innovación. Todo esto se combina para ofrecer un rendimiento armonioso que GM se enorgullece de presentar en la gama de vehículos eléctricos más amplia de Estados Unidos. Así es como la experiencia de conducción casi silenciosa de un vehículo eléctrico puede ser música para tus oídos.