El coche eléctrico

Coche eléctrico, automóvil propulsado por uno o más motores eléctricos, que consume  energía de una fuente de electricidad como acumuladores. Los coches eléctricos son mecánicamente más simple y más duraderos que los los coches de gasolina. Ellos producen menos contaminación que   los coches que funcionan con gasolina.

  ¿CÓMO FUNCIONA coches eléctricos

En los   coches eléctricos obtienen su energía  de  a bordo, por lo general de las baterías, pero alternativamente con condensadores o dispositivos de almacenamiento  de fuerza potencial del  volante. O  se puede generar energía a partir de una célula de combustible o un generador. Una célula de combustible es una forma especializada de la batería que combina hidrógeno con oxígeno en una reacción química que produce electricidad y vapor de agua. A diferencia de una pila eléctrica o batería, una pila de combustible no se agota ni requiere recarga, sino que funciona siempre que el combustible y el oxidante se suministran continuamente desde fuera de la célula. Las versiones más actuales de los coches eléctricos utilizan una combinación de estas fuentes de energía. Los  coches eléctricos puros, sin embargo, sólo se ejecutan en baterías y necesitan un cargador para reponer energía de la batería desde una toma de corriente eléctrica.

El vehículo eléctrico híbrido (HEV) utiliza tanto un motor o motores eléctricos y un motor de gasolina o diesel para extender el rango del automóvil y, a menudo para proporcionar energía adicional. Un  vehículo eléctrico híbrido  HEV convencional, tal como el Toyota Prius, utiliza energía de la batería   hasta ciertas velocidades y el motor de gasolina para velocidades más altas, y puede recurrir a ambas fuentes de alimentación si es necesario. Las baterías se recargan mediante  el motor de gasolina, el cual actúa como un generador, y en la mayoría de los modelos por la energía generada por el frenado. Otro tipo de HEV, conocido como un plug-in de vehículo eléctrico híbrido (PHEV), utiliza una batería adicional o baterías para prolongar la autonomía del vehículo. El PHEV puede colocarse en una salida eléctrica típica de 120-voltios, como las que se encuentran en la mayoría de los hogares, para una recarga. Independientemente de la fuente de energía, un coche eléctrico necesita un controlador, que está conectado al pedal del acelerador, para dirigir el flujo de electricidad desde la fuente de energía al motor.

La mayoría de los coches eléctricos utilizan baterías de plomo, pero los nuevos tipos de baterías, incluyen zinc-cloro, hidruro metálico de níquel y sodio-azufre, son cada vez más comunes. El HEV convencional utiliza hidruro de metal de níquel, mientras que algunos fabricantes de automóviles prevén  el uso de baterías de litio, la General Motors, por ejemplo, puede utilizar esto en su prototipo de vehículo eléctrico híbrido conocido como el Volt. El motor de un coche eléctrico utiliza la energía eléctrica de la batería mediante la conversión a energía cinética. El conductor simplemente se conecta la alimentación, selecciona "adelante" o "atrás" con otro switch, y pisa el pedal del acelerador.

Mientras que el motor de combustión interna de un vehículo convencional tiene muchas partes móviles y debe convertir el movimiento lineal de los pistones y las barras en movimiento rotativo en las ruedas, un motor eléctrico tiene un solo elemento giratorio. Como un coche con motor de gasolina, un coche eléctrico tiene un sistema (llamado   tren de potencia) ejes de los engranajes,  y las articulaciones que transmiten movimiento desde el motor a las ruedas del coche. La mayoría de los coches eléctricos no tienen  transmisiones de varias velocidades. Con el fin de ir hacia atrás, el flujo de electricidad a través del motor se invierte,   cambiando  la rotación del motor y haciendo que el tren de potencia pueda  hacer girar las ruedas en la otra dirección.

La mayoría de los coches eléctricos tienen un sistema de frenado regenerativo el  sistema de frenado genera electricidad para el sistema de cargado  de batería. Cuando los conductores aflojar el acelerador o pisar el pedal del freno, el motor actúa como generador y convierte el impulso del vehículo nuevo en electricidad y la almacena en la batería. La conversión de la energía cinética en energía eléctrica frena el coche. Los coches eléctricos también tienen un pedal de freno y un sistema de frenado tradicional, que utiliza fricción para detener el vehículo para una detención rápida y de emergencia. Estos frenos de fricción pueden  convertir la energía cinética en calor. En coches de gasolina se desperdicia esta energía, el calor se disipa en el aire circundante. Conservación de la energía en automóviles eléctricos, sin embargo, es tan importante que los ingenieros  han encontrado una manera de recuperar el calor y lo utilizan, por ejemplo, por calentamiento del compartimiento de pasajeros.

  VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Los coches eléctricos representan una forma más limpia para convertir   en  poder automotriz que los coches que utilizan combustibles fósiles-petróleo, carbón y gas natural producido a partir de los restos de plantas y animales prehistóricos. Los combustibles fósiles son quemados en una planta de energía abordo de los HEV, para producir electricidad para recargar la batería. Sustancias que contaminan el aire puede ser controlada más fácilmente en una planta de energía que en los tubos de escape de millones de coches   combustión de gasolina, y en HEV, los controles electrónicos se pueden utilizar para hacer los motores funcionar sólo cuando sea necesario y para hacerlo más eficiente. El resultado es que la calidad del aire, especialmente en las grandes ciudades, se puede mejorar con los coches eléctricos o híbridos.

Los coches eléctricos de hoy son más eficientes que los   coches de gasolina. Ellos se consideran una forma fácil y eficaz para aprovechar las fuentes de energía existentes, ya que cualquier fuente de energía puede ser convertida en electricidad. Los coches eléctricos no requieren de nuevas formas de entrega de combustible porque la electricidad ya se distribuye prácticamente a todos los hogares y negocios. Sin embargo, los coches eléctricos requieren estaciones de carga, equipo especial que permite recargar una batería de coche eléctrico de forma rápida y eficiente. Este equipo especial puede ser instalado en un garaje de casa o en el maletero del coche. Para extender el rango de un coche eléctrico, estaciones de carga tendría que ser colocados estratégicamente por toda una ciudad.

A pesar de las ventajas del uso de la energía más eficiente, los coches eléctricos no han sido ampliamente adoptado. Los coches eléctricos no son prácticos porque la tecnología actual de la batería limita la distancia de un coche eléctrico puede viajar antes de que la batería debe ser recargada. Esta distancia es actualmente menos de 160 km (100 millas) en la mayoría de los casos, y las baterías por lo menos tres horas para recargar con estaciones de carga. Los coches eléctricos no son todavía capaces de acelerar, crucero y subir lo suficientemente rápido como para competir con los coches de gasolina. Y accesorios, tales como aire acondicionado o aparatos de radio, agotar la batería más rápidamente. Además, dado que los coches eléctricos no han sido ampliamente adoptados, pocas estaciones públicas de carga están en existencia.

  VEHÍCULOS híbrido gas-eléctrico

Las debilidades de baterías llevó a las fallas del mercado de algunos de los coches eléctricos, como pioneros EV1 de General Motors y Honda EV Plus a finales de 1990. Los clientes se negaron a aceptar el limitado rango y el poder de estos vehículos, y los fabricantes detuvo la producción. Desarrollo de tales vehículos, sin embargo, empuja hacia delante la tecnología para los trenes de energía eléctrica, lo que resulta en métodos más eficientes de conversión de energía de la batería entre la corriente directa (DC) que se utiliza en la mayoría de las baterías y la corriente alterna (AC) requeridos por los motores más adecuados para uso automotriz. Aunque desarrollado para los coches con pilas, esta tecnología del tren de potencia eléctrica seguirá siendo útil en los coches que obtienen su electricidad a partir de pilas de combustible. La mayoría de los fabricantes de autos parecen estar mirando hacia un futuro en el que las células de combustible de hidrógeno se convertirá, metanol, o algún otro combustible en electricidad para conducir los coches del futuro. Muchos expertos creen que los coches propulsados ​​por pilas de combustible se pondrán a la venta a partir de 2010.

Hasta los coches con tecnología de pila de combustible llegan al mercado, expertos en automoción creen que los fabricantes de automóviles ofrecerá vehículos eléctricos híbridos (HEV) en gran variedad. Estos HEV representan un paso intermedio, tomando ventaja de la energía eléctrica limpia, sino también de la tecnología probada motor de combustión interna. Estos sistemas son similares a las locomotoras diesel-eléctricas que sustituyeron a las máquinas de vapor en los trenes del ferrocarril. (En los trenes, los motores diesel cargar las baterías que los motores de accionamiento de las ruedas.) Componentes electrónicos permiten motores de combustión interna, ya sea propulsados ​​por gasolina o diesel, para cargar las baterías de un coche, que impulsan por el camino, o apagar por completo. Un HEV en un semáforo normalmente se mantiene al acecho, la quema de combustible y no hacer ninguna contaminación, si las baterías están en un estado de carga suficiente. Si impulsada lentamente, como en el tráfico pesado, el vehículo puede moverse sólo con energía eléctrica. Sólo cuando más potencia que se exige para la aceleración o para mover una carga pesada, hace que la gasolina o diesel entran en juego.

Los primeros ejemplos de HEV, como el Honda Insight y el Toyota Prius, utilizan motores eléctricos para complementar los motores que son más pequeños y más eficientes en combustible de lo que serían si tuvieran que proporcionar toda la energía sola. Estos coches son complejas, sin embargo, debido a que los motores se utilizan no sólo como generadores para cargar baterías, pero también para mover el coche. El uso de gasolina y electricidad requiere más complicadas transmisiones y otros sistemas que añaden peso. Algunos sistemas incluso utilizar el motor de gasolina para conducir las ruedas traseras y la energía eléctrica a las ruedas delanteras para una forma de tracción en las cuatro ruedas.

Actualmente, hay tres tipos de trenes de transmisión que operan HEV. Un tren de transmisión es el sistema de componentes que transferir la potencia al eje que gira, o las unidades, las ruedas del vehículo. Los tres tipos son la transmisión serie, la transmisión paralela, y la transmisión en serie / paralelo. En el tipo de serie sólo el motor eléctrico hace girar las ruedas. El motor recibe la energía de las baterías o desde un generador que es accionado por un motor de gasolina. El tipo de serie funcione de forma óptima en ciudad stop-and-go. Prototipo de General Motors HEV Volt utiliza una transmisión serie. En el tipo paralelo, tanto el motor de gasolina y el motor eléctrico de generación de energía que hace girar las ruedas. Honda Motor Company utiliza el tipo de paralelo en su Insight, Civic, Accord y HEV. La serie / tipo paralelo combina los diseños de ambos y se utiliza en el Toyota Prius y el Ford Escape Hybrid. Este tipo de tren de transmisión funciona como un tipo de serie a baja velocidad y como un tipo paralelo a altas velocidades. Se requiere un generador, una batería más grande que en otros tipos, y más computadoras complejas.

Debido a que los HEV hacer menos contaminación y ahorrar combustible, se espera que cada vez más frecuentes a pesar de la complejidad. HEV actuales obtener unos 77 km (48 millas) por galón en ciudad y 72 km (45 millas) por galón en carretera, de acuerdo con las calificaciones de eficiencia emitidos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en febrero de 2007. Sin embargo, los PHEV más prometedores para la eficiencia del combustible y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono liberado por los motores de combustión interna. Esto es porque la PHEV puede operar en la batería por sí sola si conmutar del conductor sólo requiere el uso del motor eléctrico, y el motor eléctrico se recarga a partir de una toma de corriente doméstica. El PHEV nunca puede requerir el uso del motor de gasolina. Las centrales eléctricas que suministran electricidad de la casa puede usar sólo energía hidroeléctrica o nuclear o hacer un uso más eficiente de los combustibles fósiles.

Los desafíos actuales

Los fabricantes de automóviles anticipa más regulaciones gubernamentales dirigidas a reducir las emisiones de contaminación del aire y el consumo de combustible. En consecuencia, se están desarrollando una amplia gama de nuevas tecnologías. Algunos expertos predicen el desarrollo de pequeños coches eléctricos que se pueden utilizar en los entornos barriales, tanto como los carros de golf. O los fabricantes de automóviles pueden producir de tamaño completo camionetas deportivas que utilizan motores eléctricos para hacer funcionar sus motores y puede transportar un gran número de pasajeros en viajes de larga distancia. Los ingenieros han mejorado la eficiencia de los vehículos eléctricos puros con estructuras ligeras, aire acondicionado más eficientes, y la aerodinámica de bajo arrastre. También han encontrado estas mejoras útiles para la gasolina, el híbrido eléctrico-, y el sistema eléctrico de pila de combustible. Los electrónicos puros es probable encontrar un nicho como de corto alcance y entrega vehículos de recogida.

 Historia de los coches eléctricos

Los primeros vehículos eléctricos pueden haber aparecido ya en 1830. Los historiadores en general JK Starley crédito, un inventor Inglés, y Fred M. Kimball de Boston, Massachusetts, con la construcción de los primeros coches eléctricos prácticos en 1888. En 1896 la Compañía de Maderas de Vehículos de Motor de Chicago se convirtió en el fabricante estadounidense de primera.

En 1904 cerca de un tercio de todos los coches en Nueva York, Chicago y Boston fueron accionados eléctricamente. En 1912 había 20.000 vehículos eléctricos y 10.000 camiones y autobuses eléctricos en los Estados Unidos. Un puñado de fabricantes, en particular Baker y Detroit Electric, se quedó en la década de 1930. A pocos devotos continuaron impulsando los coches eléctricos hasta bien entrada la década de 1940, a pesar de su limitado rango y poder.

Un puñado de pequeños fabricantes reapareció por primera vez en la década de 1960 en respuesta a las preocupaciones ambientales y de nuevo en la década de 1970 a raíz de la escasez de petróleo (véase el Suministro de Energía, World: Crisis Energética). Más recientemente, en 1996, General Motors Corporation anunció el primer moderno, producido en masa coche diseñado específicamente como un coche eléctrico, el EV1. También en 1996, la compañía Honda Motor presentó otro coche eléctrico, el primero con baterías de níquel e hidruro metálico, para su venta en los Estados Unidos. Sin embargo, para el 2003 General Motors había recordado a todos sus EV1, después de suspender la producción debido a lo que la compañía dijo que era baja demanda. La Toyota Motor Corporation presentó el HEV primera vez en 1997 en Japón, cuando se comercializa el Prius. Honda siguió con su HEV, el Insight, en 1999, cuando se introdujo en Japón y los Estados Unidos. El Prius se convirtió disponible en los Estados Unidos en 2000. Posteriormente, Honda también lanzó una versión híbrida de su modelo Civic y su modelo Accord. En 2004 la Ford Motor Company se convirtió en el primer fabricante de automóviles de EE.UU. para producir un HEV. El Ford Escape Hybrid, que fue introducido para el año modelo 2005, fue también el primer híbrido vehículo utilitario deportivo (SUV).

En enero de 2007 General Motors anunció que tenía la intención de producir un coche de concepto conocido como el Volt, que espera tener en el mercado en 2010. El Volt se están diseñando con un tren motriz de serie, un tipo de tren de transmisión que combina las baterías y un generador de gasolina, pero depende enteramente de energía eléctrica para girar las ruedas. La transmisión serie utiliza gasolina sólo para alimentar un generador que recarga las baterías a bordo del vehículo. GM tenía la intención de utilizar baterías de litio, como los utilizados en los teléfonos celulares, aunque la empresa reconoció que las baterías de litio de gran alcance suficiente para operar un vehículo eficiente aún no se han desarrollado. Las baterías se pueden recargar con una toma de corriente doméstica normal, por lo que el Volt plug-in de vehículos híbridos eléctricos conocido como un PHEV.