Los vehículos eléctricos de mayor alcance están en el horizonte

Apr 24, 2023

Cuando los autos eléctricos comenzaron a llegar a la corriente principal hace poco más de una década, la mayoría de las críticas se centraron en el rango limitado disponible y los largos tiempos de recarga requeridos. Desde entonces, los fabricantes de automóviles se han esforzado, mejorando la eficiencia aquí y agregando capacidad allá, aumentando lentamente las cifras año tras año.

Ahora hay modelos en el mercado que ofrecen más de 400 millas entre cargas, pero al acecho en el horizonte hay autos con una autonomía cada vez mayor. La tecnología se encuentra en un punto de inflexión en el que un automóvil eléctrico fácilmente podrá ir más lejos con una carga de lo que el conductor promedio puede conducir razonablemente en un día. Exploremos lo que está a la vuelta de la esquina.

Los vehículos eléctricos más nuevos del mercado tienen más alcance que nunca. Según la prueba de alcance de la EPA, el último Tesla Model S puede alcanzar las 402 millas, mientras que el vanguardista Mercedes EQS450+ llega a las 350 millas con el mismo régimen de prueba. Estos autos de piernas largas están repletos de baterías, con paquetes de 100 kWh y 107,8 kWh de capacidad y que funcionan a 450 V y 400 V respectivamente.

Estos dos vehículos son dos de los vehículos eléctricos convencionales de mayor autonomía disponibles en la actualidad. Ambos pueden cargar rápidamente otras 200 millas de alcance en solo 20 minutos en las condiciones adecuadas. Conduciendo a una velocidad promedio continua de 75 mph, cualquiera de los autos podría manejar fácilmente ocho horas de manejo en un solo día con solo una breve parada para recargar. Curiosamente, también, las pruebas privadas muestran que el propio Mercedes es capaz de superar con creces el resultado de la prueba de la EPA, y Edmunds descubrió que es el automóvil de mayor alcance que jamás haya probado con una carrera en el mundo real de 422 millas con una sola carga.

A pesar de esto, unos pocos molestos continúan protestando porque los vehículos eléctricos son simplemente incapaces de realizar viajes largos. Con rangos que ya superan las 400 millas en vehículos premium y todo tipo de modelos inferiores capaces de recorrer 300 millas o más, se está convirtiendo en una posición cada vez más difícil de defender.

Sin embargo, los vehículos nuevos solo prometen destruir aún más este argumento al publicar números más grandes nuevamente. El principal ejemplo listo para irrumpir en escena es el Lucid Air, el primer automóvil de la empresa emergente de vehículos eléctricos Lucid Motors. En su versión de mayor alcance, el modelo Dream Edition logra un alcance de 520 millas según la clasificación de la EPA. La compañía acaba de comenzar con las entregas de vehículos a los clientes, pero la autonomía del Air ya es un salto muy por encima de la de sus rivales.

Esta enorme cifra no se logró simplemente usando una batería más grande; el Lucid Air presenta un paquete solo un ácaro más grande que la competencia a 113 kWh. Dado que el rango es un punto de venta principal para los vehículos eléctricos, Lucid está siendo un poco astuto acerca de cómo lograron exactamente esa cifra, y la mayoría de la cobertura del automóvil atribuyó el resultado a un enfoque en la "eficiencia". Sin embargo, un número se destaca, y es el hecho de que Lucid Air se basa en una arquitectura de batería de 924 voltios.

El funcionamiento a un voltaje más alto puede traer ventajas significativas. Para la misma potencia dada en un sistema, a medida que aumenta el voltaje, la corriente disminuye. Las pérdidas resistivas en los conductores son proporcionales a la corriente al cuadrado, estas pérdidas disminuyen a medida que aumenta el voltaje, lo que significa que mejora la eficiencia. .

Menos pérdidas significa mayor alcance al conducir el automóvil. También hay beneficios en la carga; Una menor acumulación de calor por pérdidas resistivas es importante cuando se cargan baterías que son sensibles a altas temperaturas. Lucid afirma que Air puede agregar 300 millas de carga en solo 20 minutos cuando se conecta a un cargador rápido de CC adecuado de 300 kW o más.

Es una marca del compromiso de Lucid con sus objetivos; En 2019, el director técnico de Lucid, Peter Rawlinson, señaló que la compañía tenía como objetivo impulsar un nuevo nivel de eficiencia en los autos eléctricos, en lugar de simplemente depender de baterías cada vez más grandes. En lo que respecta a la aerodinámica, Lucid Air logró un asombroso coeficiente de resistencia de solo 0,21. En general, Lucid se acercó a su objetivo de una eficiencia energética de 5 millas por kwh, con el modelo de lanzamiento Dream Edition alcanzando 4,6 millas/kWh en producción.

En lo que respecta al futuro, Mercedes también ve valor en el enfoque de eficiencia primero. El fabricante de automóviles alemán presentó recientemente su EQXX Concept, reclamando un alcance de 620 millas desde el diseño del prototipo que cuenta con una batería de menos de 100 kWH de capacidad. Es una eficiencia superior a 6,2 millas/kWh, lo que marca un importante salto adelante.

Mercedes logró esto volviendo a la mesa de dibujo y haciendo todo lo posible para maximizar el alcance. A diferencia de muchos de los vehículos eléctricos de lujo premium a la venta hoy en día, el EQXX Concept evita las cifras de caballos de fuerza de cuatro dígitos y las configuraciones de múltiples motores para una unidad de accionamiento de un solo motor de 201 caballos de fuerza relativamente dócil. Esto dificultaría la venta de un modelo de producción, ya que el mercado se ha acostumbrado a los vehículos eléctricos con cifras de aceleración ridículas. Un vehículo eléctrico pesado que transporta una gran batería con solo 200 caballos de fuerza para propulsarlo no competirá con autos como el Lucid Air o el Tesla Model S Plaid edition, y podría dejar fríos a los compradores.

El coeficiente de resistencia salta a una cifra aún más ridícula que la del Lucid Air, a un asombroso Cd de solo 0,17. También es un vehículo pequeño, que ocupa mucho menos espacio en comparación con el automóvil de carretera EQS y se acerca más al tamaño de un sedán compacto. Incluso se pone en servicio un panel solar en el techo, que ayuda a alimentar el HVAC y el sistema de infoentretenimiento y, según se informa, puede agregar un total de 15 millas de alcance al EQS en un día particularmente soleado.

Sin embargo, por mucho que Lucid y Mercedes esperen lograr con su enfoque centrado en la eficiencia, algunos creen que los métodos más simples son el camino a seguir. Una startup con el nombre de ONE ha hecho exactamente eso, equipando un Tesla Model S con una batería de su propio diseño con una asombrosa capacidad de 203,7 kWh. Un poco más del doble de la capacidad estándar de la batería del Model S, la puesta en marcha pudo lograr un alcance de 752 millas en una prueba de conducción larga de su propia invención.

El proyecto esencialmente ignora por completo las mejoras de eficiencia. ONE no hizo modificaciones al Tesla en este sentido, y el sistema es técnicamente menos eficiente en su conjunto, generando solo 3.69 millas/kWh en comparación con las 4.02 millas/kWh del stock car en las pruebas de la EPA. Lo sorprendente es cómo el equipo pudo colocar un paquete de baterías del doble de capacidad en el mismo espacio que el paquete original, lo que marcó un gran aumento en la densidad de energía. Según los informes, el equipo pudo hacerlo sin una gran penalización de peso. Aparentemente, el paquete ONE no requirió enfriamiento activo durante su prueba de manejo (aunque se ejecutó en clima frío). Según los informes, la batería de producción que ONE espera lanzar al mercado, conocida como "Gemini", se basará en la tecnología LiFP (fosfato de hierro y litio), algo que ya se usa en muchos vehículos eléctricos en la actualidad, y las muestras de producción deberían estar disponibles alrededor de 2023.

Tan capaces como son estos vehículos, quizás la parte más frustrante es que la ingeniería utilizada para lograr estas hazañas sigue siendo un poco opaca para el público. Solo cuando estos autos comiencen a llegar al mercado en masa y sean desarmados por personas y equipos de ingenieros curiosos, quedará claro exactamente cómo se están logrando estas mejoras en la eficiencia y la densidad de energía. Ya sea que se trate de motores exquisitamente preparados que reduzcan incluso las pérdidas más pequeñas, nuevos semiconductores de alta eficiencia o movimientos más grandes como saltar para trabajar en rangos de voltaje más altos, todo suma. Pero las grandes ganancias reales son mucho más un arma secreta que los fabricantes de automóviles tratarán de mantener como una ventaja competitiva durante el mayor tiempo posible.

En el mejor de los casos, recibimos pequeños indicios aquí y allá, fragmentos de información cuando un fabricante de automóviles quiere presumir de sus logros. Un gran ejemplo es Tesla, que ha invertido mucho en algunos de los motores EV más avanzados del planeta. Anteriormente, la compañía discutió abiertamente con Car and Driver cómo mejorar la eficiencia del motor entre un 8 y un 10 por ciento ayudó a aumentar la autonomía general entre un 15 y un 18 por ciento. Otros jugadores suelen ser menos comunicativos y eligen hablar en términos más amplios sobre la fuente de sus ganancias en lugar de discutir detalles reales de ingeniería. De alguna manera, Tesla está solo en esta área, a menudo entrando en gran detalle sobre sus nuevas tecnologías como herramienta de marketing, aunque tiende a anunciar grandes cosas mucho antes de que lleguen al mercado.

En cualquier caso, ya sea mejorando la eficiencia, aumentando la densidad de energía o simplemente colocando más baterías en un automóvil, parece que la autonomía de los vehículos eléctricos seguirá mejorando a un ritmo acelerado en los próximos años. Los vehículos eléctricos con una gran autonomía están a la vuelta de la esquina, y los que tenemos hoy ya están registrando cifras importantes. La ansiedad por el alcance pronto puede ser cosa del pasado para todos, excepto para los vehículos eléctricos más baratos y de menor alcance, o para aquellos con baterías que se acercan al final de su vida útil. Puede ser que quedarse sin carga se vuelva tan raro para el conductor promedio de EV como quedarse sin gasolina para aquellos de nosotros con vehículos convencionales impulsados ​​por ICE. ¡Pase lo que pase!