El desarrollo de los vehículos eléctricos comenzó en 1832, cuando un ingeniero inglés, Robert Anderson, hizo el primer dibujo de un diseño para un “carruaje eléctrico”. Durante algún tiempo, la gente no pensó que la electricidad pudiera ser práctica para propulsar vehículos.
Puntos Clave
- Los vehículos eléctricos son anteriores a los coches de gasolina: los primeros vehículos eléctricos prácticos aparecieron en la década de 1880 y dominaron el transporte urbano a principios del siglo XX.
- El auge de la gasolina barata y del motor de arranque eléctrico (que eliminó la necesidad de arrancar el motor manualmente) impulsó el dominio de los motores de combustión interna durante la década de 1920.
- El resurgimiento de los vehículos eléctricos modernos comenzó en serio con la normativa ZEV de California de 1990 y se aceleró rápidamente después de que los costes de las baterías de iones de litio cayeran después de 2010.
- Los vehículos eléctricos actuales representan la convergencia de una química de iones de litio madura, una infraestructura de carga generalizada y una gestión de baterías basada en software; elementos que no existían en la primera era de los vehículos eléctricos.
- La transición a la electrificación está transformando los requisitos de servicio: los sistemas de 12 V siguen siendo fundamentales, y el diagnóstico de baterías de alto voltaje se está convirtiendo en una competencia esencial para los concesionarios y talleres independientes.
Las luchas y el éxito.
Las siguientes tres décadas tuvieron intentos fallidos de comercializar automóviles propulsados por electricidad. Sin embargo, finalmente lograron el éxito con la invención del motor de arranque eléctrico en 1912. Charles Kettering y Henry M. Leland fueron los inventores de ese motor de arranque.
En los años siguientes, los vehículos gozaron de popularidad en EE. UU. y Europa, en particular los vehículos eléctricos de barrio (NEV). A mediados de la década de 1990, los coches empezaron a alcanzar de nuevo niveles de popularidad más altos.
Esto se debe principalmente a la preocupación por la disminución de los recursos de combustibles fósiles y el calentamiento global. Esto llevó a un renovado interés en las opciones de transporte sostenible, como los vehículos eléctricos. Aunque no todas las regiones están libres de combustibles fósiles, los vehículos eléctricos desempeñan un papel más destacado en el mundo del automóvil.
Desarrollo de vehículos eléctricos por parte de General Motors
En 1939, Lyle B. Copp y Ray W. Herrick desarrollaron General Motors Electrovette. Fue uno de los primeros automóviles eléctricos producidos en masa en Estados Unidos. Utilizaba baterías de plomo-ácido similares a las que se encuentran en los híbridos modernos como el Toyota Prius.
El coche estaba construido con un motor eléctrico y un motor de combustión interna. Trabajaban como generador para cargar las baterías. Sin embargo, la empresa no desarrolló los vehículos después de la Exposición Universal de Nueva York de 1940. Esto se debió a la baja demanda de vehículos de combustible alternativo durante la Segunda Guerra Mundial.
En 1960, General Motors introdujo una flota de vehículos experimentales. Los llamaron “Compañía de Carros y Vagones Eléctricos”. Los utilizaron en Edison, Nueva Jersey, para promover la electricidad como fuente de combustible alternativa.
Al año siguiente, General Motors introdujo el sistema Electrovair. Consistía en un sedán Pontiac de 1959 que utilizaba baterías de plomo-ácido colocadas debajo del asiento delantero. La empresa produjo estos coches hasta 1964 y establecieron numerosos récords de velocidad para vehículos sin motor de combustión interna.
La incorporación de la Ford Motor Company
En 1966, Ford Motor Company presentó el Ford Electron, su primer vehículo eléctrico. Harold Chassin creó el diseño, que funciona con paquetes de baterías de níquel-cadmio de 1,000 voltios. Tenía un alcance de 50 millas y una velocidad máxima de 45 mph.
La compañía presentó otro vehículo llamado Mercury Comet Cyclone. Utilizaba baterías de plomo-ácido de acero inoxidable a 400 voltios.
Ford produjo su último automóvil eléctrico en 1976 después de no poder competir con los vehículos de General Motors y Chrysler. Se debió a la potencia y autonomía limitadas de los coches.
Sin embargo, General Motors conservó las baterías de plomo-ácido. Lo fue hasta que presentó su vehículo V1 de propulsión eléctrica en 1996 debido al éxito abrumador del Nissan Leaf y el Tesla Model S.
La postura del gobierno sobre los vehículos eléctricos
Varios países de Europa han establecido límites obligatorios de emisiones de gases de efecto invernadero y estándares de economía de combustible para los vehículos eléctricos en los años siguientes. Países como Noruega, Francia y Alemania son líderes en vehículos eléctricos debido a su bajo coste de operación y precio de compra.
Las ventajas y el papel de las baterías en el desarrollo de vehículos eléctricos
En 2015, los vehículos eléctricos recorrieron 654 mil millones de millas con la batería. Esto representó menos del 1% del total de millas (6 billones) recorridas en vehículos ese año.
Al año siguiente, China superó a Estados Unidos como el mayor mercado de automóviles eléctricos. Por sus incentivos, como subvenciones para la compra de vehículos eléctricos y plazas de aparcamiento gratuitas en muchas ciudades.
Según la AIE, se espera que los turismos eléctricos alcancen los 1.8 millones en 2020 y los 4.4 millones en 2025. La agencia también estima que en 16 había alrededor de 2017 millones de vehículos eléctricos de dos ruedas en todo el mundo. El crecimiento fue de más del 50% anual durante el período 2018-2025. .
Los coches eléctricos tienen varias ventajas en comparación con los vehículos convencionales propulsados por un motor de combustión interna (ICE). La cantidad de dióxido de carbono de un vehículo eléctrico depende de la combinación de energía utilizada para recargar sus baterías.
La Administración de Información Energética de EE.UU. informó que la gasolina tiene una eficiencia promedio de alrededor del 35%. Esto se refería a la cantidad de energía de entrada necesaria para producir una salida de sonido (electricidad).
Los coches eléctricos pueden ser más baratos de mantener que los vehículos convencionales, ya que tienen menos piezas móviles y menos mantenimiento. El motor de un vehículo eléctrico también suele ser más sencillo y fiable que un motor de combustión. Sin embargo, las baterías de un coche totalmente eléctrico necesitan mantenimiento. Aunque, esto debería realizarse a intervalos similares o mejores que los de un vehículo convencional.
El coste de los vehículos eléctricos suele ser comparable al de los coches convencionales. Por el elevado coste de las baterías, que suponen hasta el 35% del precio total del coche. Varios esfuerzos en curso, como el proyecto EV30@30, que planea reducir el costo de los paquetes de baterías en un 30% para hacer que los precios de los vehículos eléctricos sean más competitivos.
El origen y la calidad de los materiales de las baterías.
El coste de las baterías de los vehículos eléctricos depende en gran medida del origen y la calidad de los materiales utilizados. Esto crea un desafío para los fabricantes de baterías, ya que las fuentes de litio son escasas y de calidad variable.
Se encuentran grandes reservas de litio en Australia, Bolivia, Chile, China, Congo (RDC) y Argentina. Sin embargo, no se considera económico explotar los depósitos en algunos de estos países a los precios actuales del litio.
A medida que avanza la tecnología de los vehículos eléctricos, las baterías suelen ofrecer más potencia y energía que sus predecesoras. Los prototipos de automóviles eléctricos, como el Venturi Fetish de 2009, tardaron 6 horas en cargarse por completo.
Sin embargo, los coches eléctricos han mejorado significativamente desde entonces. Los vehículos eléctricos modernos pueden tener la misma autonomía que muchos coches convencionales con una sola carga. A menudo supera a sus homólogos en términos de rendimiento y puede cargarse completamente antes del final de un día laboral normal.
En 2015, un Tesla Model S P85D tenía una calificación de economía de combustible de ciclo combinado mejor que la reportada para el sedán Audi A8 de gasolina. Puedes cargar algunos coches con energía desde una toma de corriente estándar, del mismo modo que los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles. Otros requieren equipos especiales instalados en el hogar o en el lugar de trabajo.
Preguntas frecuentes
¿Cuándo se inventaron los vehículos eléctricos?
Los primeros vehículos eléctricos prácticos aparecieron en la década de 1880. Robert Anderson construyó un carruaje eléctrico primitivo alrededor de 1832, pero los vehículos eléctricos comercialmente viables surgieron entre 1880 y 1890. Para 1900, los vehículos eléctricos superaban en ventas a los automóviles de gasolina en Estados Unidos: eran más silenciosos, más fáciles de arrancar y más adecuados para la conducción urbana de corta distancia de la época.
¿Por qué desaparecieron los vehículos eléctricos a principios del siglo XX?
Dos avances marcaron el fin de la primera era de los vehículos eléctricos: el petróleo barato procedente de los yacimientos de Texas abarató la gasolina, y el motor de arranque eléctrico de Charles Kettering (introducido en el Cadillac de 1912) eliminó el peligroso arranque manual con manivela, que había sido el principal inconveniente de la gasolina. Junto con la asequibilidad del Modelo T, los vehículos con motor de combustión interna dominaron rápidamente el mercado en la década de 1920.
¿Cuándo comenzó el resurgimiento de los vehículos eléctricos modernos?
El resurgimiento moderno comenzó con la normativa de vehículos de cero emisiones (ZEV) de California en 1990, que dio lugar al GM EV1 y otros vehículos eléctricos modernos de primera generación. El Toyota Prius (1997) demostró la viabilidad comercial de la tecnología híbrida. El Tesla Roadster (2008) y el Nissan Leaf (2010) impulsaron la generación actual de vehículos eléctricos de batería de consumo masivo, gracias a la maduración de la tecnología de iones de litio.
¿Qué hizo que las baterías de iones de litio fueran adecuadas para los vehículos eléctricos modernos?
Las baterías de iones de litio ofrecen una densidad energética significativamente mayor que las baterías de plomo-ácido utilizadas en los primeros vehículos eléctricos, lo que se traduce en una mayor autonomía con el mismo peso. El aumento de la producción tras el auge de la electrónica de consumo redujo drásticamente los costes durante la década de 2010. Combinadas con sofisticados sistemas de gestión de baterías que protegen la salud de las celdas, las baterías de iones de litio hicieron posible la autonomía y la durabilidad de los vehículos eléctricos modernos.
¿Cómo cambia la electrificación de los vehículos los requisitos de mantenimiento de las baterías?
Los vehículos electrificados añaden diagnósticos de baterías de alto voltaje al servicio convencional de baterías de 12 V que siempre ha formado parte del mantenimiento automotriz. La batería auxiliar de 12 V sigue siendo fundamental y aún falla en los plazos convencionales. Los paquetes de alto voltaje requieren equipos de diagnóstico especializados. Soluciones para vehículos eléctricos La cartera abarca ambos aspectos: Diagnóstico de 12 V y servicio de paquetes de alto voltaje.
¿Dónde puedo obtener más información sobre la historia y el desarrollo de la tecnología de los vehículos eléctricos?
Oficina de Tecnologías Vehiculares del Departamento de Energía Mantiene recursos históricos y técnicos sobre la electrificación de vehículos, la tecnología de baterías y las tendencias de adopción de vehículos eléctricos. SAE Internacional El archivo contiene décadas de documentos técnicos sobre el desarrollo de vehículos eléctricos y sistemas de propulsión híbridos.