- La historia de los coches eléctricos es más amplia de lo que parece.
- A principios del siglo XX, vapor, gasolina y electricidad competían por el mercado.
- El Dampfwagen de Cugnot fue el primer automóvil, pero requería mucho calentamiento.
- Los coches eléctricos actuales usan motor y batería de tracción recargable; la auxiliar alimenta sistemas.
Los vehículos eléctricos tienen una historia mucho más larga de lo que la mayoría cree, con raíces que se remontan al siglo XIX. Para entender cómo llegamos a Tesla Model S y a los híbridos de Toyota de hoy, hay que mirar hacia atrás a la época en la que la gasolina, el vapor y la energía eléctrica competían para dominar el naciente mercado automotriz.
A principios del siglo XX, el principal medio de transporte era el caballo, pero a medida que los ingresos de las personas creció y las tecnologías disponibles avanzaron, algunas personas comenzaron a experimentar nuevos modos de transporte. En ese momento, la gasolina, el vapor y la energía eléctrica estaban disponibles, cada uno compitiendo por dominar el mercado de aquella época.
Primeros experimentos con vehículos autopropulsados
La tecnología a vapor estaba bien desarrollada en ese periodo y era, en general, entendida y confiable por el público. Después de todo, había demostrado que podía alimentar fábricas, minas, trenes y naves. Parecía una progresión natural construir formas más pequeñas de transporte que utilizaran motores de vapor.
Algunos vehículos autopropulsados existían desde finales de los años 1700 (la bicicleta de vapor de Nicolas Cugnot), pero esta tecnología no se desarrolló verdaderamente hasta finales de los años 1800. El Dampfwagen de vapor de Cugnot se acepta como el primer automóvil del mundo.
Pero existía un problema importante: los motores de vapor requerían mucho tiempo de calentamiento (aproximadamente una hora) y tenían poca autonomía, por no mencionar que debían ser alimentados continuamente con agua. Estas limitaciones técnicas abrieron el camino a otras soluciones de propulsión.
Cómo funciona un coche eléctrico moderno
Los coches eléctricos funcionan utilizando un motor eléctrico en lugar de un motor de combustión interna como ocurre con los coches a gasolina. En la mayoría de los casos, los coches eléctricos emplean una gran batería de tracción para alimentar el motor.
Esta batería se recarga conectándose a una estación de carga o a una toma especialmente diseñada para los propietarios de coches eléctricos en casa.
Dado que los vehículos eléctricos funcionan con energía eléctrica, no tienen escape y no contienen piezas como la bomba de combustible, la tubería de combustible, el carburador, el depósito o cualquier otra pieza imprescindible para un vehículo alimentado con combustible.
Componentes principales de un vehículo eléctrico
En general, los vehículos eléctricos se componen de una serie de componentes básicos, cada uno con su función específica:
1. Batería auxiliar
En la mayoría de los vehículos eléctricos, la batería auxiliar ofrece energía eléctrica para el arranque del motor y el suministro de accesorios del vehículo, como el reloj. Esta batería no debe confundirse con la batería principal: tiene un voltaje mucho menor (12 V o 24 V) y alimenta los sistemas de tablero convencionales.
2. Puerto de carga
La energía almacenada en una batería no puede durar para siempre y debe recargarse de vez en cuando. Aquí entra en juego el puerto de carga, que permite al vehículo eléctrico conectarse a una fuente de alimentación externa. Existen varios tipos de puertos: desde la carga lenta doméstica hasta la carga rápida DC.
3. Convertidor DC
Normalmente, la batería principal tendrá una tensión mayor que las demás componentes del vehículo. Este dispositivo convierte la corriente continua de mayor voltaje en una tensión más baja para un uso seguro, por ejemplo de 400 V a 12 V para los sistemas auxiliares.
4. Motor eléctrico de tracción
Ya que el vehículo debe desplazarse, es necesaria una componente para convertir la electricidad en la fuerza de rotación para mover las ruedas. Aquí interviene el motor de tracción, que normalmente es un motor síncrono de imanes permanentes o un motor de inducción.
Algunos vehículos también cuentan con funciones de regeneración de energía en las ruedas, para recuperar parte de la energía perdida durante la frenada regenerativa.
5. Cargador a bordo
Ya que la energía eléctrica de fuentes externas suele ser de corriente alterna, este dispositivo la transforma en corriente continua para la carga de la batería. También se utiliza para monitorizar las características de la batería, como el voltaje, la corriente, la temperatura y el estado de carga durante la recarga.
6. Controlador electrónico de potencia
Este dispositivo gestiona el flujo de energía eléctrica suministrado a la batería y controla la velocidad del motor de tracción eléctrico. Es el equivalente electrónico de un ECU (Electronic Control Unit) de un coche convencional.
7. Sistema de refrigeración
Este sistema mantiene una temperatura adecuada de funcionamiento del motor y de otros componentes. A diferencia de los motores de combustión interna, los motores eléctricos generan mucho menos calor, pero la batería necesita refrigeración activa para un rendimiento óptimo.
8. Paquete de baterías de tracción
Este es el “depósito de combustible” de un vehículo eléctrico y es la fuente de energía eléctrica utilizada para hacer funcionar la mayor parte de los demás componentes del vehículo. Las tecnologías modernas utilizan principalmente baterías de iones de litio con alta densidad de energía.
9. Transmisión eléctrica
Este dispositivo transfiere la potencia mecánica desde el motor de tracción para hacer girar las ruedas de un coche eléctrico. A diferencia de las transmisiones convencionales con varias marchas, las transmisiones eléctricas suelen tener una sola relación de reducción.
Desarrollo de los motores de combustión interna: Otto, Diesel, Benz y Ford
El motor de 4 tiempos, popular aún hoy, fue concebido en 1862 por Nikolaus Otto, mientras que el motor diésel fue inventado por Rudolf Diesel en 1893. Poco después, Karl Benz diseñó su primer vehículo en 1886 y el Ford Model T se convirtió en el primer automóvil producido en masa a principios de los años 1900.
A pesar de la potencia y utilidad que tenían los motores de combustión interna, especialmente en comparación con los de vapor, también presentaban ciertos problemas. No eran fáciles de conducir, requerían un esfuerzo considerable para cambiar de marcha y encender el motor. Eran coches muy potentes y el humo de escape era constante, no del agrado de todos.
Ante todos estos problemas, existía una única alternativa: el coche eléctrico. Este, por supuesto, no tenía los problemas mencionados, era silencioso, fácil de manejar y no tenía emisiones nocivas. Así que los coches eléctricos eran una invención destacada como alternativa a los de combustión interna y a los de vapor.
Primeros coches eléctricos prácticos
Uno de los primeros coches prácticos fue creado por el inventor británico Thomas Parker alrededor de 1884 y en 1888 se produjo en Alemania, el Flocken Elektrowagen.
Desafortunadamente, las carreteras extrarrurales eran muy malas en aquella época y era bastante difícil que los coches se aventuraran a salir de la ciudad.
En esa época, los fabricantes de vehículos vieron potencial en los coches eléctricos y comenzaron a experimentar. Un ejemplo notable fue Ferdinand Porsche, fundador de Porsche, que desarrolló su famoso P1 en 1898.
Thomas Edison dejó su huella seriamente en la construcción de coches eléctricos, creyendo en su superioridad frente a otros vehículos y trabajó para desarrollar baterías más eficientes. Henry Ford, siendo amigo de Edison, colaboró con él alrededor de 1914 para explorar opciones de coches eléctricos y hacerlos más asequibles.
Declive de los coches eléctricos
De forma irónica o quizá intencionada, el Model T de Ford se produjo en masa y estaba casi tres veces más barato que los otros vehículos eléctricos existentes en ese momento. En 1912, el Model T de Ford costaba alrededor de 650 dólares, mientras que los otros vehículos costaban alrededor de 1.750 dólares.
Los vehículos eléctricos recibieron un golpe de gracia cuando se mejoraron las infraestructuras viales y se descubrieron grandes reservas de petróleo.
Estos factores y otros llevaron a la caída de los vehículos eléctricos en el mercado y prácticamente desaparecieron alrededor de 1935. La batalla parecía ganada por los vehículos alimentados con combustible, al menos durante los siguientes 30 años, hasta la crisis petrolera de los años 1970.
Quién fabricó el primer coche eléctrico de la historia
Al igual que con los vehículos de combustión interna, no existió un único inventor de los coches eléctricos. Su aparición y desarrollo deben considerarse más bien como una serie de descubrimientos e invenciones que, al final, se unieron en lo que hoy llamamos coche eléctrico.
El descubrimiento de la energía eléctrica por un lado y una batería recargable fiable por otro formaron la base de la construcción de un coche eléctrico.
Anyos Jedlik, un inventor húngaro, desarrolló un motor eléctrico en 1828. Usando este invento, desarrolló también una prueba de concepto para el uso de la energía eléctrica como medio de transporte mediante la construcción de un vehículo.
Poco después, en 1834, el herrero de Vermont, Thomas Davenport, construyó otro modelo de vehículo eléctrico que podía circular sobre una pista eléctrica.
Por muy impresionantes que fueran, les faltaba una fuente de energía recargable y, por tanto, tenían una utilidad de transporte limitada. El mundo tuvo que esperar hasta 1859, cuando el físico francés Gaston Planté inventó la batería de plomo.
La tecnología continuó mejorando de la mano de otro francés, Camille Alphonse Faure, quien en 1881 aumentó significativamente la capacidad de la batería, acercándose a la producción de baterías a escala industrial.
La cronología de la invención de los coches eléctricos
Como hemos visto, la creación del coche eléctrico fue más bien una serie de acontecimientos que un único evento. Por lo tanto, existen varios candidatos para los primeros coches eléctricos, dependiendo de cómo se defina un vehículo eléctrico plenamente formado.
Primeros prototipos (1834-1867)
Un desarrollo interesante en los coches eléctricos fue realizado en 1834 por el profesor Sibrandus Stratingh de Groningen, Países Bajos. Este, junto con su asistente, creó un vehículo eléctrico a pequeña escala, alimentado por celdas primarias no recargables. Desafortunadamente, Stratingh no pudo desarrollar su coche más allá porque falleció poco después de la invención, en 1841.
Un poco más tarde, en 1867, el inventor austriaco Franz Kravogl presentó su prototipo de su coche en la Exposición Mundial de París. Era un vehículo de dos ruedas con un motor eléctrico, pero no era muy confiable para conducir.
Primer coche eléctrico práctico (1881-1884)
En 1881, Gustave Trouvé probó un vehículo de tres ruedas a lo largo de las calles de París. Este fue el primer motor eléctrico externo como mecanismo de desplazamiento de su triciclo Coventry-Rotary. Aunque no fue una invención clave hacia un coche eléctrico completo.
Solo en 1884, el inventor británico Thomas Parker (quien también instaló una red eléctrica subterránea en Londres) construyó el primer coche eléctrico de producción. Parker alimentó su coche con baterías recargables de gran capacidad especialmente diseñadas.
Éxito comercial (1894-1895)
El primer vehículo eléctrico de éxito, The Electrobat, fue desarrollado por el ingeniero mecánico Henry G. Morris y el químico Pedro G. Salom en 1894, en Pensilvania. Era un dispositivo lento y pesado, con ruedas de acero para soportar su peso y una gran batería de plomo.
También en EE. UU., William Morrison de Des Moines, Iowa, desarrolló un coche eléctrico que podía acomodar a 6 pasajeros y alcanzar 23 km/h.
En 1895, los consumidores comenzaron a notar esta nueva tecnología tras la introducción de triciclos eléctricos por A. L. Ryker en EE. UU.
La época dorada de los coches eléctricos (1895-1910)
Diversos otros inventores e ingenieros desarrollaron una serie de otros modelos en este periodo, culminando con un coche eléctrico que estableció un récord mundial de velocidad el 18 de diciembre de 1898.
Después de estos avances, la tecnología de los coches eléctricos floreció; fue la época dorada de la tecnología. Por ello, el interés por los coches eléctricos creció durante los años 1890 y los primeros años del siglo XX.
Los taxis eléctricos comenzaron a estar disponibles en 1897 gracias a Walter C. Bersey, quien tenía una empresa de taxis en Londres.
A pesar de las ventajas frente a los coches de gasolina de la época, la falta de infraestructura eléctrica impidió una adopción masiva por parte de los consumidores. De hecho, esto marcó la declinación de los coches eléctricos a medida que fueron eclipsados por los coches de motor de combustión interna, especialmente tras el descubrimiento de grandes yacimientos de petróleo.
Para 1910, la mayoría de los fabricantes de coches eléctricos habían salido del negocio o habían detenido por completo la producción. La tecnología persistió para usos especializados, como montacargas o coches de golf, pero los vehículos eléctricos permanecieron en gran medida en la sombra hasta su renacimiento más tarde en la segunda mitad del siglo XX.
General Motors y el primer coche eléctrico moderno
Aunque General Motors había experimentado con vehículos eléctricos desde mediados de los años 60, con su concepto de coche, Electrovair, este vehículo nunca llegó a la producción en serie. Electrovair se basaba en el Corvair (modelo de 1966) y estaba alimentado por un paquete de baterías de plata-zinc que podía entregar 532 voltios.
Después de varias décadas, General Motors decidió volver a intentarlo. Su primer coche eléctrico de época moderna, General Motors EV1, fue desarrollado a mediados de los años 90. El EV1 fue el primer coche eléctrico de producción de un fabricante importante de automóviles.
Este coche ganó varios premios importantes:
- Fue el primer vehículo de General Motors diseñado desde cero como EV
- EV1 fue el primer y único automóvil comercializado bajo la marca General Motors y no una de sus divisiones
La decisión de General Motors de diseñar y construir el EV1 estuvo en gran parte inspirada por la California Air Resources Board (CARB), que adoptó un mandato que obligaba a los fabricantes importantes de EE. UU. a desarrollar vehículos con emisiones cero si querían continuar comercializando sus productos en ese estado.
Tesla y la revolución de los coches eléctricos modernos
Tesla Motors fabricó el primer coche eléctrico, Roadster, en 2008. Este vehículo supuso una revolución en la era moderna del coche eléctrico y ofreció tecnología de batería de última generación y un sistema de propulsión eléctrica.
El Roadster fue un coche eléctrico de batería (BEV) y fue el primer automóvil de serie, legal y completamente eléctrico, que utilizó una batería de iones de litio como fuente de energía. También puede recorrer más de 320 km con una sola carga y puede alcanzar una velocidad máxima de 200 km/h.
También fue la primera máquina de producción que fue lanzada al espacio. En febrero de 2018 sirvió como carga útil para el lanzamiento Falcon Heavy. Un maniquí vestido con un traje espacial, apodado Starman, ocupó el asiento del conductor.
Entre 2008 y 2012 se vendieron más de 2.450 Roadster en más de 30 países de todo el mundo.
Los primeros coches híbridos de la historia
Una respuesta que muchos esperan podría ser el Toyota Prius. ¿No? Lamentablemente no es la respuesta correcta. Según los registros, el primer vehículo híbrido fue desarrollado mucho antes. En 1889, un camión híbrido gasolina-eléctrico fue diseñado por William H. Patton.
Aunque no es un coche según nuestra definición, sigue siendo un concepto muy interesante.
Un poco más tarde, en 1901, mientras trabajaba en la fábrica de carruajes Lohner, Ferdinand Porsche desarrolló el Mixte. Este fue una versión híbrida con tracción total del carro eléctrico System Lohner-Porsche que se presentó en la Exposición Mundial de París.
El Mixte es ampliamente considerado como el primer coche híbrido del mundo. Los prototipos iniciales de este modelo tenían tracción en dos ruedas, estaban alimentados por baterías y llevaban dos motores montados en el cubo de las ruedas delanteras.
Algunos dicen que el honor del primer híbrido podría pertenecer a un automóvil desarrollado en 1905 por Henri Pieper, un inventor germano-belga. Este fabricó su propio vehículo híbrido que consistía en un motor eléctrico y un generador, baterías y un pequeño motor de gasolina.
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