VAMOS A REPASAR ALGUNOS SENCILLOS CONCEPTOS IMPRESCINDIBLES PARA SEGUIR CON LA PRESENTACIÓN.

UNIDADES DE MEDIDA I

ACELERACIÓN: es la magnitud que expresa la variación de la velocidad por unidad de tiempo, se mide en metros por segundo al cuadrado: m/seg2 (m/seg en cada segundo o m/seg/seg).

Un ejemplo: si un objeto se mueve inicialmente con una velocidad de 10 m/seg y tiene una aceleración de 3 m/seg2 quiere decir que al cabo de 1, 2, 3 segundos llevará una velocidad de 13, 16, 19 m/seg ya que en cada segundo su velocidad se incrementa en 3 m/seg.


UNIDADES DE MEDIDA II

FUERZA: causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. La fuerza f requerida para mover un objeto de masa m con una aceleración a se expresa en la fórmula:
F = m . a
La unidad de medida es el Newton (cuyo símbolo es Nw) que es la fuerza que hay que ejercer sobre una masa de 1 Kg para que adquiera una aceleración de 1 m/seg2.
Si a una masa de 4 Kg le queremos producir una aceleración de 2 m/seg2 tendremos que aplicarle una fuerza de: 4.2 = 8 Nw

UNIDADES DE MEDIDA III

TRABAJO: se dice que se ha realizado un trabajo cuando se ha aplicado una fuerza a un cuerpo produciéndose un desplazamiento.
La unidad de trabajo es el julio que es el trabajo desarrollado por un newton desplazándose un metro en la misma dirección de la fuerza.
T = F.e
Para que haya trabajo tiene que haber desplazamiento.
Una fuerza de 4 newton desplazándose 2 metros habrá desarrollado un trabajo de 4.2 = 8 julios.

ENERGÍA: es la capacidad de desarrollar un trabajo, por lo que se utiliza la misma unidad de medición, es decir el julio.

UNIDADES DE MEDIDA IV

POTENCIA: es la capacidad de desarrollar un trabajo por unidad de tiempo:

P = T/ t

La unidad elemental de potencia es del vatio que es la potencia capaz de desarrollar un trabajo de un Julio por segundo.

1 vatio = 1 julio / seg

Como es una unidad muy pequeña se suele utilizar el kilovatio.

1 Kilovatio = 1000 vatios = 1000 julios/seg

UNIDADES DE MEDIDA V

Vamos a ver otra manera de expresar el trabajo, y la energía.
Como P = T / t, entonces T = P.t, o sea que

1 julio = 1 vatio. 1seg

Esto quiere decir que una máquina que tiene una potencia de 1 vatio es capaz de desarrollar un trabajo de 1 julio si trabaja durante 1 segundo. En lugar de julio se utiliza vatio.seg.

Como el vatio.seg es una unidad muy pequeña en muchos casos se utiliza el Kilovatio-hora, o Kwh, que es el trabajo desarrollado por una máquina de 1 Kw de potencia funcionando durante 1 hora.

El kilovatio-hora es pues una unidad de trabajo pero también de energía, sirve para medir el trabajo desarrollado por una máquina o para medir, por ejemplo, la energía almacenada en una batería.

UNIDADES DE MEDIDA VI

Las baterías de los vehículos eléctricos tienen una capacidad entre 30 kWh y 100 kWh y un consumo entre 15 kWh y 20 kWh a los 100 Km.

Una batería de 60 kWh de un coche eléctrico tiene una energía para poder desarrollar un trabajo de:

60 Kwh = 60 1000.3600 julios = 216.000.000 julios

En lugar de expresar la capacidad de una batería en julios se hace en kWh

Las unidades, kW y el kWh, son las que se emplean en los coches eléctricos para medir su potencia y la capacidad de la batería respectivamente. Pero también son las que estamos acostumbrados a ver reflejadas en las facturas de electrici-dad que nos llega a casa cada dos meses.

En la próxima diapositiva os enseño una de mis facturas:

MI FACTURA DE ELECTRICIDAD

Potencia contratada: 3,3 kW. Energía consumida: 253 kWh

POTENCIA CONTRATADA

En la factura queda reflejada la potencia que tengo contratada que, como se pue-de ver en la imagen, es de 3,3 Kw (Kilovatios) que es la unidad de medida que se utiliza.
Cuanta más potencia contrate más electrodomésticos podré conectar simultánea-mente “sin que salten los plomos” y más elevada será la factura.
Recuerda que la unidad de potencia es el Kilovatio.
La compañía eléctrica me cobra 0,122141 € por cada kilovato y día. Es por eso por lo que en concepto de potencia me carga en el recibo bimensual:
3,3 kW x 0,122141 € x 60 días = 24,18 €

CONSUMO

Hasta ahora solo nos han cobrado en concepto de potencia contratada, pero ahora viene la segunda parte: la energía consumida.
Esta energía consumida viene reflejada en la factura de la compañía eléctrica, que en mi caso es de 253 Kwh (Kilovatios-hora).
El consumo se mide pues en Kilovatios-hora (Kwh). Recuerda que un Kilovatio-hora es la energía consumida por un motor de 1 Kw de potencia trabajando durante una hora.
La compañía eléctrica me cobra a 0,134727 € el Kilovatio-hora (Kwh). Como he consumido 253 Kwh tengo que pagar 253 x 0,134727 € =34,09 € en concepto de energía consumida.
Por supuesto que a todo esto habrá que añadirle los impuestos de rigor…

La potencia de un vehículo se mide también en caballos de vapor (CV). (Un caballo de vapor es la potencia que se precisa para elevar 75 kg a un metro en un segun-do).
1 CV = 0,7457 kW y 1 kW = 1,34102 CV
Cuanta mayor sea su potencia mayor será la velocidad que puede desarrollar y cuanto mayor sea la capacidad de la batería, cuantos más kWh tenga, mayor será su autonomía.

RENDIMIENTO DE UN VEHÍCULO I

Un coche térmico guarda la energía necesaria para moverse en el depósito de combustible y el eléctrico en la batería. Es decir, la batería de un vehículo eléctrico hace la misma tarea que el depósito de un vehículo térmico, almacenar energía. El equivalente a los litros de combustible del coche térmico son los kWh en el coche eléctrico.
Se llama eficiencia o rendimiento de un motor a la proporción de energía que nos entrega el motor, en forma de movimiento, frente a la que le proporcionamos de entrada.
Veamos unos ejemplos reales:

RENDIMIENTO DE UN VEHÍCULO II

Un motor de gasolina que reciba una energía de 100 kWh es muy posible que devuelva unos 25 kWh, luego su eficiencia o rendimiento es del 25% aproximadamente.
Un motor diésel que reciba una energía de 100 Kwh es muy posible que devuelva unos 30 kWh en forma de energía de movimiento, luego su eficiencia o rendimiento es del 30% aproximadamente.
Toda la energía que se pierde en los vehículos térmicos se disipa en forma de calor, es esa la razón de su denominación.

RENDIMIENTO DE UN VEHÍCULO III

Un motor eléctrico que reciba 100 kWh devolverá aproximadamente unos 90 kWh, lo que quiere decir que tendrá una eficiencia o rendimiento del 90%, más o menos.
La eficiencia de un coche eléctrico es muy superior a la del coche térmico: un coche eléctrico consume la tercera parte que un coche diésel y la cuarta parte que un coche de gasolina.

RENDIMIENTO DE UN VEHÍCULO IV

RENDIMIENTO VEHÍCULOS TÉRMICO Y ELÉCTRICO V

Ya hemos visto que los motores eléctricos son mucho más eficientes que los de combustión. El motor eléctrico de la derecha pesa 7 kilos, con una potencia de 70 kW, rendimiento en torno al 90%, sin salida de humos y 20 cm de diámetro. Una potencia equivalente la daría el motor de combustión que pesa 100 Kg, e, insisto, mucho menos eficiente.

MOTOR DE COMBUSTIÓN, MOTOR ELÉCTRICO

El número de piezas de un vehículo de combustión suele ser de unas 400 aproxi-madamente, las de un motor eléctrico 3. Esto es importante porque cuantas más piezas tenga un motor más probable es que se produzca una avería.
La única pieza móvil del motor eléctrico es el rotor que gira entre dos rodamientos sellados y autolubricados. Este motor puede llegar a recorrer 1.000.000 Km sin mantenimiento.

CICLOS DE HOMOLOGACIÓN

Los ciclos de homologación establecen normas para medir la autonomía y el con-sumo de un coche eléctrico. En vehículos térmicos también se consideran otros aspectos como los niveles de contaminación.
A partir del 1 de septiembre de 2018 ha entrado en vigor en la UE el denominado ciclo WLTP, más realista que los utilizados anteriormente, aunque los americanos utilizan el ciclo EPA más riguroso incluso que el europeo.

CICLOS DE HOMOLOGACIÓN

Tanto si utilizamos el ciclo europeo WLPT o el EPA americano es posible comparar la autonomía y el consumo de distintos vehículos entre sí.

A veces hay mucha diferencia al calcular la autonomía de un vehículo según el ciclo en que se mida. Y además hay que tener en cuenta que una cosa es la autonomía que publicitan las marcas y otra es la real.
Los ciclos de homologación no solo sirven para medir la autonomía y tampoco se utilizan exclusivamente en vehículos eléctricos.

A la hora de redactar esta diapositiva la última comparativa de la autonomía real de varios vehículos de distintas marcas y segmentos fue la que comento en las diapositivas siguientes:

A comienzos de 2020 la revista noruega Motor.no ha realizado una prueba de autonomía con 20 coches eléctricos de todos los segmentos. Se partió con las baterías totalmente cargadas y se circuló hasta que se agotaron completamente.

Dejo al lector que saque sus propias conclusiones de la tabla anterior, pero entre los cuatro vehículos de mayor autonomía tres son Tesla y sorprende que el Hyundai Kona se haya colado en el tercer puesto, delante del Tesla model 3.
Pero todo hay que decirlo, mi experiencia con un Tesla model 3 LR es que tiene bastante más autonomía que los 404,5 Km que se le asignan aquí.

Para que se vea lo relativas que son estas pruebas, muestro otra hecha con menos vehículos realizada el día 9 de febrero de 2020 empezando con la batería al 100% y el objetivo era el de recorrer el mayor número posible de kilómetros hasta agotar la batería y, ni que decir tiene, en exactamente las mismas condiciones con el mismo recorrido en la zona de Londres
Falta el dato del % del JAGUAR, llama la atención del mal resultado de MERCEDES y el buen dato de la eficiencia del KIA e NIRO, aunque ya es una característica muy conocida de este coche. Hay que tener en cuenta que son vehículos de muy diferentes segmentos. Al Tesla model 3 se le asigna aquí un 86% de autonomía real frente a la asignada por el ciclo WLPT, frente al 72% asignada en la prueba anterior.

Muestro ahora los resultados de otra prueba efectuada el 27 de julio de 2019 en Madrid con 20 vehículos en un circuito urbano de 48 Km.

Además de la autonomía, otro parámetro que interesa mucho conocer es el consumo, medido en kWh a los 100 Km, de forma muy similar al consumo en litros de combustible a los 100 km de un vehículo térmico tradicional.

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