Coche eléctrico
Coche propulsado por un motor eléctrico que utiliza energía almacenada en baterías

Automóviles modernos totalmente eléctricos
Parte de una serie sobre
Energía sostenible
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
Conservación de energía
Renewable energy
Sustainable transport

Un automóvil eléctrico o vehículo eléctrico ( VE ) es un automóvil de pasajeros que es impulsado por un motor de tracción eléctrica , que utiliza energía eléctrica como fuente principal de propulsión . El término normalmente se refiere a un vehículo eléctrico enchufable , típicamente un vehículo eléctrico de batería (VEB), que solo utiliza energía almacenada en paquetes de baterías a bordo , pero en términos generales también puede incluir un vehículo eléctrico híbrido enchufable (VEH), un vehículo eléctrico de rango extendido (VERE) y un vehículo eléctrico de celda de combustible (VEF), que puede convertir energía eléctrica de otros combustibles a través de un generador o una celda de combustible .

En comparación con los vehículos con motor de combustión interna (ICE) convencionales, los autos eléctricos son más silenciosos, responden mejor, tienen una eficiencia de conversión de energía superior y no producen emisiones de escape , así como una menor huella de carbono general desde la fabricación hasta el final de su vida útil [1] [2] (incluso cuando una planta de energía que suministra la electricidad podría aumentar sus emisiones). Debido a la eficiencia superior de los motores eléctricos, los autos eléctricos también generan menos calor residual , lo que reduce la necesidad de sistemas de enfriamiento del motor que a menudo son grandes, complicados y propensos a mantenimiento en los vehículos ICE.

La batería del vehículo eléctrico normalmente necesita ser enchufada a una fuente de alimentación eléctrica para recargarse con el fin de maximizar la autonomía de crucero . La recarga de un coche eléctrico se puede realizar en diferentes tipos de estaciones de carga ; estas estaciones de carga se pueden instalar en casas particulares , aparcamientos y áreas públicas . [3] También hay investigación y desarrollo en otras tecnologías como el intercambio de baterías y la carga inductiva . Como las infraestructuras de recarga (especialmente aquellas con cargadores rápidos ) todavía están en su relativa infancia, la ansiedad por la autonomía y el costo del tiempo son obstáculos psicológicos frecuentes contra los coches eléctricos durante las decisiones de compra del consumidor .

En todo el mundo, en 2022 se vendieron 10 millones de coches eléctricos enchufables , un total del 14% de las ventas de coches nuevos, [4] frente al 9% en 2021. Muchos países han establecido incentivos gubernamentales para los vehículos eléctricos enchufables , créditos fiscales, subvenciones y otros incentivos no monetarios, mientras que varios países han legislado para eliminar gradualmente las ventas de coches de combustibles fósiles , [5] [6] para reducir la contaminación del aire y limitar el cambio climático . [7] [8] Se espera que los vehículos eléctricos representen casi una quinta parte de las ventas mundiales de automóviles en 2023, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE). [9]

China posee actualmente el mayor stock de vehículos eléctricos del mundo , con unas ventas acumuladas de 5,5 millones de unidades hasta diciembre de 2020, [10] aunque estas cifras también incluyen vehículos comerciales pesados ​​como autobuses , camiones de basura y vehículos sanitarios , y solo contabilizan los vehículos fabricados en China. [11] [12] [13] [14] [15] [16] En Estados Unidos y la Unión Europea , a partir de 2020, el coste total de propiedad de los vehículos eléctricos recientes es más barato que el de los coches ICE equivalentes, debido a los menores costes de combustible y mantenimiento. [17] [18]

En 2023, el Tesla Model Y se convirtió en el automóvil más vendido del mundo. [19] El Tesla Model 3 se convirtió en el automóvil eléctrico más vendido de todos los tiempos del mundo a principios de 2020, [20] y en junio de 2021 se convirtió en el primer automóvil eléctrico en superar el millón de ventas globales. [21] Junto con otras tecnologías automotrices emergentes como la conducción autónoma, los vehículos conectados y la movilidad compartida, los automóviles eléctricos forman una visión de movilidad futura llamada Movilidad Autónoma, Conectada, Eléctrica y Compartida (ACES). [22] [ página necesaria ]

Terminología

El término "coche eléctrico" se refiere típicamente a vehículos eléctricos de batería (VEB) o coches totalmente eléctricos, un tipo de vehículo eléctrico (VE) que tiene una batería recargable a bordo que se puede enchufar y cargar desde la red eléctrica , y la electricidad almacenada en el vehículo es la única fuente de energía que proporciona propulsión a las ruedas. El término se refiere generalmente a automóviles capaces de circular por carretera, pero también hay vehículos eléctricos de baja velocidad con limitaciones en términos de peso, potencia y velocidad máxima que pueden circular por vías públicas. Estos últimos se clasifican como vehículos eléctricos de barrio (VEB) en los Estados Unidos , [23] y como cuadriciclos eléctricos motorizados en Europa . [24]

Historia

Primeros desarrollos

A Robert Anderson se le atribuye a menudo la invención del primer coche eléctrico en algún momento entre 1832 y 1839. [25]

Los siguientes coches eléctricos experimentales aparecieron durante la década de 1880:

La electricidad fue uno de los métodos preferidos para la propulsión de automóviles a finales del siglo XIX y principios del XX, proporcionando un nivel de comodidad y una facilidad de operación que no podían lograr los automóviles a gasolina de la época. [34] La flota de vehículos eléctricos alcanzó un máximo de aproximadamente 30.000 vehículos a principios del siglo XX. [35]

En 1897, los coches eléctricos se empezaron a utilizar comercialmente como taxis en Gran Bretaña y Estados Unidos. En Londres, los taxis eléctricos de Walter Bersey fueron los primeros vehículos autopropulsados ​​de alquiler en una época en la que los taxis eran tirados por caballos. [36] En la ciudad de Nueva York, una flota de doce hansom cabs y un brougham , basados ​​en el diseño del Electrobat II , formaban parte de un proyecto financiado en parte por la Electric Storage Battery Company de Filadelfia . [37] Durante el siglo XX, los principales fabricantes de vehículos eléctricos en Estados Unidos fueron Anthony Electric, Baker, Columbia, Anderson, Edison, Riker, Milburn, Bailey Electric y Detroit Electric . Sus vehículos eléctricos eran más silenciosos que los de gasolina y no requerían cambios de marcha. [38] [39]

Seis coches eléctricos ostentaron el récord de velocidad terrestre en el siglo XIX. [40] El último de ellos fue el La Jamais Contente , con forma de cohete, conducido por Camille Jenatzy , que rompió la barrera de velocidad de los 100 km/h (62 mph) al alcanzar una velocidad máxima de 105,88 km/h (65,79 mph) en 1899.

Los coches eléctricos siguieron siendo populares hasta que los avances en los coches con motor de combustión interna (ICE) y la producción en masa de vehículos más baratos a gasolina y diésel , especialmente el Ford Modelo T , provocaron un declive. [33] Los tiempos de reabastecimiento mucho más rápidos de los coches ICE y los costes de producción más baratos los hicieron más populares. Sin embargo, un momento decisivo llegó con la introducción en 1912 del motor de arranque eléctrico [41] que sustituyó a otros métodos, a menudo laboriosos, de poner en marcha el ICE, como la manivela .

Coches eléctricos modernos

A principios de los años 1990, la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) comenzó a impulsar vehículos más eficientes en el consumo de combustible y con menores emisiones, con el objetivo final de pasar a vehículos de cero emisiones , como los vehículos eléctricos. [44] [45] En respuesta, los fabricantes de automóviles desarrollaron modelos eléctricos. Estos primeros automóviles finalmente fueron retirados del mercado estadounidense, debido a una campaña masiva de los fabricantes de automóviles estadounidenses para desacreditar la idea de los automóviles eléctricos. [46]

El fabricante de automóviles eléctricos de California Tesla Motors comenzó el desarrollo en 2004 de lo que se convertiría en el Tesla Roadster , entregado por primera vez a los clientes en 2008. El Roadster fue el primer automóvil totalmente eléctrico legal para carreteras en utilizar celdas de batería de iones de litio , y el primer automóvil totalmente eléctrico de producción en recorrer más de 320 km (200 millas) por carga. [47]

Better Place , una empresa con sede en Palo Alto, California , pero dirigida desde Israel , desarrolló y vendió servicios de carga e intercambio de baterías para automóviles eléctricos. La empresa se lanzó públicamente el 29 de octubre de 2007 y anunció el despliegue de redes de vehículos eléctricos en Israel , Dinamarca y Hawái en 2008 y 2009. La empresa planeaba desplegar la infraestructura país por país. En enero de 2008, Better Place anunció un memorando de entendimiento con Renault-Nissan para construir el primer modelo de Operador de Red de Recarga Eléctrica (ERGO) del mundo para Israel. Según el acuerdo, Better Place construiría la red de recarga eléctrica y Renault-Nissan proporcionaría los vehículos eléctricos . Better Place se declaró en quiebra en Israel en mayo de 2013. Las dificultades financieras de la empresa se debieron a la mala gestión, los esfuerzos inútiles para establecer puntos de apoyo y ejecutar pilotos en demasiados países, la alta inversión requerida para desarrollar la infraestructura de carga e intercambio y una penetración de mercado mucho menor de lo previsto originalmente. [48]

El Mitsubishi i-MiEV , lanzado en 2009 en Japón, fue el primer coche eléctrico de producción en serie homologado para circular por carretera, [49] y también el primer coche totalmente eléctrico en vender más de 10.000 unidades. Varios meses después, el Nissan Leaf , lanzado en 2010, superó al i MiEV como el coche totalmente eléctrico más vendido en ese momento. [50]

A partir de 2008, se produjo un renacimiento en la fabricación de vehículos eléctricos debido a los avances en baterías y al deseo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad del aire urbano . [51] Durante la década de 2010, la industria de vehículos eléctricos en China se expandió rápidamente con el apoyo del gobierno. [52] Varios fabricantes de automóviles aumentaron los precios de sus vehículos eléctricos en previsión de los ajustes de los subsidios, incluidos Tesla, Volkswagen y GAC Group, con sede en Guangzhou, que cuenta con Fiat, Honda, Isuzu, Mitsubishi y Toyota como socios extranjeros. [53]

En julio de 2019, la revista estadounidense Motor Trend otorgó al Tesla Model S totalmente eléctrico el título de "coche definitivo del año". [54] En marzo de 2020, el Tesla Model 3 superó al Nissan Leaf y se convirtió en el coche eléctrico más vendido de todos los tiempos, con más de 500.000 unidades entregadas; [20] alcanzó el hito de 1 millón de ventas globales en junio de 2021. [21]

En el tercer trimestre de 2021, la Alianza para la Innovación Automotriz informó que las ventas de vehículos eléctricos habían alcanzado el seis por ciento de todas las ventas de automóviles ligeros en Estados Unidos, el mayor volumen de ventas de vehículos eléctricos jamás registrado, con 187.000 vehículos. Esto supuso un aumento de las ventas del 11%, en comparación con un aumento del 1,3% en las unidades impulsadas por gasolina y diésel. El informe indicó que California era el líder de Estados Unidos en vehículos eléctricos con casi el 40% de las compras en ese país, seguido de Florida (6%), Texas (5%) y Nueva York (4,4%). [57]

Las empresas eléctricas de Oriente Medio han estado diseñando coches eléctricos. Mays Motors, de Omán, ha desarrollado el Mays i E1, cuya producción se prevé que comience en 2023. Fabricado en fibra de carbono, tiene una autonomía de unos 560 km (350 millas) y puede acelerar de 0 a 130 km/h (0 a 80 mph) en unos 4 segundos. [58] En Turquía, la empresa de vehículos eléctricos Togg está empezando a producir sus vehículos eléctricos. Las baterías se crearán en una empresa conjunta con la empresa china Farasis Energy. [59]

Ciencias económicas

Costo de fabricación

La parte más cara de un coche eléctrico es su batería. El precio bajó de 605 € por kWh en 2010, a 170 € en 2017, y a 100 € en 2019. [60] [61] Al diseñar un vehículo eléctrico, los fabricantes pueden descubrir que, para una producción baja, la conversión de plataformas existentes puede ser más barata, ya que el costo de desarrollo es menor; sin embargo, para una producción mayor, puede ser preferible una plataforma dedicada para optimizar el diseño y el costo. [62]

Costo total de propiedad

En la UE y los EE. UU., pero todavía no en China, el coste total de propiedad de los coches eléctricos recientes es más barato que el de los coches de gasolina equivalentes, debido a los menores costes de combustible y mantenimiento. [17] [18] [63] Un análisis de Consumer Reports de 2024 de 29 marcas de coches encontró que Tesla era la menos cara de mantener; Tesla era la única marca totalmente eléctrica incluida. [64]

Cuanto mayor sea la distancia recorrida al año, más probable será que el coste total de propiedad de un coche eléctrico sea menor que el de un coche con motor de combustión interna equivalente. [65] La distancia de equilibrio varía según el país en función de los impuestos, los subsidios y los diferentes costos de la energía. En algunos países, la comparación puede variar según la ciudad, ya que un tipo de coche puede tener diferentes cargos para entrar en diferentes ciudades; por ejemplo, en Inglaterra , Londres cobra a los coches con motor de combustión interna más que Birmingham . [66]

Costo de compra

Varios gobiernos nacionales y locales han establecido incentivos para vehículos eléctricos con el fin de reducir el precio de compra de los automóviles eléctricos y otros vehículos enchufables. [67] [68] [69] [70]

A partir de 2020 [update], la batería del vehículo eléctrico representa más de una cuarta parte del costo total del automóvil. [71] Se espera que los precios de compra caigan por debajo de los de los automóviles con motor de combustión interna nuevos cuando los costos de la batería caigan por debajo de los 100 dólares por kWh, lo que se prevé que ocurra a mediados de la década de 2020. [72] [73]

El leasing o las suscripciones son populares en algunos países, [74] [75] dependiendo en cierta medida de los impuestos y subsidios nacionales, [76] y los autos al final del leasing están expandiendo el mercado de segunda mano. [77]

En un informe de junio de 2022 elaborado por AlixPartners, el coste de las materias primas de un vehículo eléctrico medio aumentó de 3.381 dólares en marzo de 2020 a 8.255 dólares en mayo de 2022. El aumento de costes se atribuye principalmente al litio, el níquel y el cobalto. [78]

Costos de funcionamiento

La electricidad casi siempre cuesta menos que la gasolina por kilómetro recorrido, pero el precio de la electricidad a menudo varía dependiendo de dónde y a qué hora del día se carga el coche. [79] [80] El ahorro de costes también se ve afectado por el precio de la gasolina, que puede variar según la ubicación. [81]

Aspectos medioambientales

El Salar de Uyuni en Bolivia es una de las mayores reservas de litio conocidas en el mundo. [82] [83]

Los coches eléctricos tienen varios beneficios al reemplazar a los coches ICE, incluyendo una reducción significativa de la contaminación del aire local, ya que no emiten contaminantes de escape como compuestos orgánicos volátiles , hidrocarburos , monóxido de carbono , ozono , plomo y varios óxidos de nitrógeno . [84] Al igual que los vehículos ICE, los coches eléctricos emiten partículas del desgaste de los neumáticos y los frenos [85] que pueden dañar la salud, [86] aunque el frenado regenerativo en los coches eléctricos significa menos polvo de freno. [87] Se necesita más investigación sobre partículas no provenientes de los gases de escape. [88] La obtención de combustibles fósiles (desde el pozo de petróleo hasta el tanque de gasolina) causa más daños, así como el uso de recursos durante los procesos de extracción y refinamiento.

Dependiendo del proceso de producción y de la fuente de electricidad para cargar el vehículo, las emisiones pueden ser parcialmente trasladadas desde las ciudades a las plantas que generan electricidad y producen el automóvil, así como al transporte de material. [44] La cantidad de dióxido de carbono emitido depende de las emisiones de la fuente de electricidad y de la eficiencia del vehículo. En el caso de la electricidad procedente de la red , las emisiones del ciclo de vida varían según la proporción de energía a carbón , pero siempre son menores que las de los automóviles con motor de combustión interna. [89]

Se estima que el costo de instalar infraestructura de carga se amortizará con los ahorros en costos de salud en menos de tres años. [90] Según un estudio de 2020, equilibrar la oferta y la demanda de litio durante el resto del siglo requerirá buenos sistemas de reciclaje, integración de vehículos a la red y una menor intensidad de litio en el transporte. [91]

Algunos activistas y periodistas han expresado su preocupación por la percepción de que los coches eléctricos no han tenido ningún impacto en la solución de la crisis del cambio climático [92] en comparación con otros métodos menos popularizados. [93] Estas preocupaciones se han centrado en gran medida en la existencia de formas de transporte menos intensivas en carbono y más eficientes, como la movilidad activa , [94] el transporte público y los patinetes eléctricos, y la continuación de un sistema diseñado primero para los coches. [95]

Opinión pública

Una encuesta sobre el clima de 2022 que destaca las preferencias de compra de automóviles de los europeos, estadounidenses y chinos. [96]

Una encuesta de 2022 encontró que el 33% de los compradores de automóviles en Europa optarán por un automóvil de gasolina o diésel al comprar un vehículo nuevo. El 67% de los encuestados mencionó optar por la versión híbrida o eléctrica. [97] [98] Más específicamente, encontró que los autos eléctricos solo son preferidos por el 28% de los europeos, lo que los convierte en el tipo de vehículo menos preferido. El 39% de los europeos tiende a preferir los vehículos híbridos , mientras que el 33% prefiere los vehículos de gasolina o diésel . [97] [99]

Por otro lado, el 44% de los compradores de automóviles chinos son los más propensos a comprar un automóvil eléctrico, mientras que el 38% de los estadounidenses optaría por un automóvil híbrido, el 33% preferiría gasolina o diésel, mientras que solo el 29% optaría por un automóvil eléctrico. [97] [100]

En concreto, en la UE , el 47% de los compradores de coches mayores de 65 años probablemente adquirirán un vehículo híbrido, mientras que el 31% de los encuestados más jóvenes no considera que los vehículos híbridos sean una buena opción. El 35% preferiría optar por un vehículo de gasolina o diésel, y el 24% por un coche eléctrico en lugar de un híbrido. [97] [101]

En la UE, sólo el 13% de la población total no tiene intención de poseer ningún vehículo. [97]

Actuación

Diseño de aceleración y transmisión

Disposición típica de "patineta" con la batería como suelo y un motor en uno o ambos ejes

Los motores eléctricos pueden ofrecer relaciones potencia-peso elevadas . Se pueden diseñar baterías para suministrar la corriente eléctrica necesaria para sustentar estos motores. Los motores eléctricos tienen una curva de par plana hasta la velocidad cero. Para simplificar y garantizar la fiabilidad, la mayoría de los coches eléctricos utilizan cajas de cambios de relación fija y no tienen embrague.

Muchos autos eléctricos tienen una aceleración más rápida que los autos ICE promedio, en gran parte debido a las menores pérdidas por fricción del tren de transmisión y al torque disponible más rápidamente de un motor eléctrico. [102] Sin embargo, los NEV pueden tener una aceleración baja debido a sus motores relativamente débiles.

Los vehículos eléctricos también pueden utilizar un motor en cada cubo de rueda o al lado de las ruedas; esto es poco común pero se afirma que es más seguro. [103] Los vehículos eléctricos que carecen de eje , diferencial o transmisión pueden tener menos inercia del tren de transmisión. Algunos vehículos eléctricos de carreras de aceleración equipados con motor de corriente continua tienen transmisiones manuales simples de dos velocidades para mejorar la velocidad máxima. [104] El concepto de superdeportivo eléctrico Rimac Concept One afirma que puede ir de 0 a 97 km/h (0 a 60 mph) en 2,5 segundos. Tesla afirma que el próximo Tesla Roadster irá de 0 a 60 mph (0 a 97 km/h) en 1,9 segundos. [105]

Eficiencia energética

Eficiencia energética de los coches eléctricos en ciudades y autopistas según el DoE

Los motores de combustión interna tienen límites termodinámicos en cuanto a eficiencia, expresados ​​como una fracción de la energía utilizada para propulsar el vehículo en comparación con la energía producida por la quema de combustible. Los motores de gasolina utilizan efectivamente solo el 15% del contenido energético del combustible para mover el vehículo o para alimentar accesorios; los motores diésel pueden alcanzar una eficiencia a bordo del 20%; los vehículos eléctricos convierten más del 77% de la energía eléctrica de la red en energía para las ruedas. [106] [107] [108]

Los motores eléctricos son más eficientes que los motores de combustión interna a la hora de convertir la energía almacenada en energía para impulsar un vehículo. Sin embargo, no son igualmente eficientes a todas las velocidades. Para ello, algunos coches con motores eléctricos duales tienen un motor eléctrico con una marcha optimizada para velocidades de ciudad y el segundo motor eléctrico con una marcha optimizada para velocidades de autopista. La electrónica selecciona el motor que tiene la mejor eficiencia para la velocidad y la aceleración actuales. [109] El frenado regenerativo , que es el más común en los vehículos eléctricos, puede recuperar hasta una quinta parte de la energía que normalmente se pierde durante el frenado. [44] [107]

Calefacción y refrigeración de la cabina

Los automóviles con motor de combustión aprovechan el calor residual del motor para calentar el habitáculo, pero esta opción no está disponible en un vehículo eléctrico. Si bien la calefacción se puede proporcionar con un calentador de resistencia eléctrica, se puede obtener una mayor eficiencia y refrigeración integral con una bomba de calor reversible , como en el Nissan Leaf. [110] La refrigeración por unión PTC [111] también es atractiva por su simplicidad: este tipo de sistema se utiliza, por ejemplo, en el Tesla Roadster de 2008.

Para evitar utilizar parte de la energía de la batería para calentar y reducir así la autonomía, algunos modelos permiten calentar el habitáculo mientras el coche está enchufado. Por ejemplo, el Nissan Leaf, el Mitsubishi i-MiEV, el Renault Zoe y los coches Tesla pueden precalentarse mientras el vehículo está enchufado. [112] [113] [114]

Algunos coches eléctricos (por ejemplo, el Citroën Berlingo Electrique ) utilizan un sistema de calefacción auxiliar (por ejemplo, unidades alimentadas con gasolina fabricadas por Webasto o Eberspächer), pero sacrifican las credenciales de "ecología" y "cero emisiones". La refrigeración del habitáculo se puede aumentar con baterías externas alimentadas con energía solar y ventiladores o refrigeradores USB, o permitiendo automáticamente que el aire exterior fluya a través del coche cuando está estacionado; dos modelos del Toyota Prius 2010 incluyen esta característica como opción. [115]

Seguridad

Prueba de impacto lateral de un Tesla Model X

Las cuestiones de seguridad de los vehículos eléctricos se abordan en gran medida en la norma internacional ISO 6469. Este documento se divide en tres partes que tratan cuestiones específicas:

  • Almacenamiento de energía eléctrica a bordo, es decir, la batería [116]
  • Medios de seguridad funcional y protección contra fallos [117]
  • Protección de las personas contra riesgos eléctricos [118]

Una investigación publicada en el British Medical Journal en 2024 indica que entre 2013 y 2017 en el Reino Unido, los coches eléctricos mataron a peatones a un ritmo dos veces superior al de los vehículos de gasolina o diésel porque "son menos audibles para los peatones en zonas urbanas". [119] Algunas jurisdicciones han aprobado leyes que exigen que los vehículos eléctricos se fabriquen con generadores de sonido. [119]

Peso

El peso de las baterías hace que un vehículo eléctrico sea más pesado que un vehículo de gasolina comparable. En caso de colisión, los ocupantes de un vehículo pesado sufrirán, en promedio, menos lesiones y menos graves que los ocupantes de un vehículo más ligero; por lo tanto, el peso adicional aporta beneficios de seguridad a los ocupantes, al tiempo que aumenta el daño a los demás. [120] En promedio, un accidente causará alrededor de un 50% más de lesiones a los ocupantes de un vehículo de 2000 lb (900 kg) que a los de un vehículo de 3000 lb (1400 kg). [121] Los automóviles más pesados ​​son más peligrosos para las personas que se encuentran fuera del automóvil si golpean a un peatón u otro vehículo. [122]

Estabilidad

La batería en la configuración de patineta baja el centro de gravedad, lo que aumenta la estabilidad de conducción y reduce el riesgo de accidente por pérdida de control. [123] Además, un centro de gravedad más bajo proporciona una mayor resistencia a los vuelcos. [124] Se afirma que si hay un motor separado cerca o en cada rueda, esto es más seguro debido a un mejor manejo. [125]

Riesgo de incendio

Al igual que sus contrapartes ICE, las baterías de los vehículos eléctricos pueden incendiarse después de un choque o una falla mecánica. [126] Se han producido incidentes de incendios de vehículos eléctricos enchufables , aunque menos por distancia recorrida que los vehículos ICE. [127] Los sistemas de alto voltaje de algunos automóviles están diseñados para apagarse automáticamente en caso de despliegue de una bolsa de aire, [128] [129] y en caso de falla, los bomberos pueden estar capacitados para el apagado manual del sistema de alto voltaje. [130] [131] Puede requerirse mucha más agua que para los incendios de automóviles ICE y se recomienda una cámara termográfica para advertir sobre la posible reencendido de los incendios de la batería. [132] [133]

Controles

A partir de 2018 [update], la mayoría de los coches eléctricos tienen controles de conducción similares a los de un coche con transmisión automática convencional . Aunque el motor puede estar conectado permanentemente a las ruedas a través de un engranaje de relación fija y puede que no haya trinquete de estacionamiento , los modos "P" y "N" suelen seguir estando disponibles en el selector. En este caso, el motor se desactiva en "N" y un freno de mano accionado eléctricamente proporciona el modo "P".

En algunos automóviles, el motor girará lentamente para proporcionar una pequeña cantidad de arrastre en "D", similar a un automóvil con transmisión automática tradicional. [134]

Cuando se suelta el acelerador de un vehículo de combustión interna, puede reducir la velocidad mediante el frenado del motor , según el tipo de transmisión y el modo. Los vehículos eléctricos suelen estar equipados con frenado regenerativo que reduce la velocidad del vehículo y recarga un poco la batería. [135] Los sistemas de frenado regenerativo también reducen el uso de los frenos convencionales (de forma similar al frenado del motor en un vehículo con motor de combustión interna), lo que reduce el desgaste de los frenos y los costos de mantenimiento.

Baterías

Paquete de baterías del Nissan Leaf

Las baterías de iones de litio se utilizan a menudo por su alta potencia y densidad energética. [136] Cada vez se utilizan más baterías con composiciones químicas diferentes, como el fosfato de hierro y litio , que no depende del níquel ni del cobalto, por lo que se puede utilizar para fabricar baterías más baratas y, por lo tanto, automóviles más baratos. [137]

Rango

Comparación de la autonomía calificada por la EPA para los coches eléctricos del año modelo 2020 calificados hasta enero de 2020.
Comparación de la autonomía calificada por la EPA para los coches eléctricos del año modelo 2020 calificados hasta enero de 2020 [138]

La autonomía de un coche eléctrico depende de la cantidad y el tipo de baterías utilizadas y (como ocurre con todos los vehículos), de la aerodinámica, el peso y el tipo de vehículo, los requisitos de rendimiento y el clima. [139] Los coches comercializados principalmente para uso urbano suelen fabricarse con una batería de corto alcance para mantenerlos pequeños y ligeros. [140]

La mayoría de los coches eléctricos están equipados con una pantalla que muestra la autonomía prevista. Esta pantalla puede tener en cuenta el uso que se hace del vehículo y la energía que se suministra a la batería. Sin embargo, como los factores pueden variar a lo largo de la ruta, la estimación puede diferir de la autonomía real. La pantalla permite al conductor tomar decisiones informadas sobre la velocidad de conducción y si es conveniente detenerse en un punto de carga durante el trayecto. Algunas organizaciones de asistencia en carretera ofrecen camiones de carga para recargar los coches eléctricos en caso de emergencia. [141]

Cargando

Conectores

La mayoría de los coches eléctricos utilizan una conexión por cable para suministrar electricidad para la recarga. Los enchufes de carga de vehículos eléctricos no son universales en todo el mundo. Sin embargo, los vehículos que utilizan un tipo de enchufe generalmente pueden cargarse en otros tipos de estaciones de carga mediante el uso de adaptadores de enchufe. [142]

El conector tipo 2 es el tipo de enchufe más común, pero se utilizan diferentes versiones en China y Europa. [143] [144]

El conector tipo 1 (también llamado SAE J1772) es común en América del Norte [145] [146] pero poco común en otros lugares, ya que no admite la carga trifásica . [147]

La carga inalámbrica , ya sea para coches estacionados o como carretera eléctrica , [148] es menos común a partir de 2021 [update], pero se utiliza en algunas ciudades para taxis. [149] [150]

Carga en casa

Los coches eléctricos suelen cargarse durante la noche en una estación de carga doméstica ; a veces conocida como punto de carga, cargador de pared o simplemente cargador; en un garaje o en el exterior de una casa. [151] [152] A partir de 2021, [update]los cargadores domésticos típicos son de 7 kW, pero no todos incluyen carga inteligente . [151] En comparación con los vehículos de combustibles fósiles, la necesidad de cargar utilizando infraestructura pública se reduce debido a las oportunidades de carga en el hogar; los vehículos se pueden enchufar y comenzar cada día con una carga completa. [153] La carga desde una toma de corriente estándar también es posible, pero muy lenta.

Carga pública

Estación de carga en Río de Janeiro , Brasil . Esta estación es operada por Petrobras y utiliza energía solar .

Las estaciones de carga públicas son casi siempre más rápidas que los cargadores domésticos, [154] y muchas suministran corriente continua para evitar el cuello de botella que supone pasar por el convertidor de CA a CC del coche, [155] siendo a partir de 2021 [update]el más rápido de 350 kW. [156]

El sistema de carga combinado (CCS) es el estándar de carga más extendido, [144] mientras que en China se utiliza el estándar GB/T 27930 y en Japón CHAdeMO . Estados Unidos no tiene un estándar de facto, con una combinación de CCS, supercargadores Tesla y estaciones de carga CHAdeMO.

Cargar un vehículo eléctrico mediante estaciones de carga públicas lleva más tiempo que repostar un vehículo de combustible fósil. La velocidad a la que se puede recargar un vehículo depende de la velocidad de carga de la estación de carga y de la propia capacidad del vehículo para recibir una carga. A partir de 2021, [update]algunos coches son de 400 voltios y otros de 800 voltios. [157] Conectar un vehículo que pueda admitir una carga muy rápida a una estación de carga con una tasa de carga muy alta puede recargar la batería del vehículo al 80% en 15 minutos. [158] Los vehículos y las estaciones de carga con velocidades de carga más lentas pueden tardar hasta dos horas en recargar una batería al 80%. Al igual que con un teléfono móvil, el 20% final tarda más porque los sistemas reducen la velocidad para llenar la batería de forma segura y evitar dañarla.

Una estación de intercambio de baterías operada por Nio

Algunas empresas están construyendo estaciones de intercambio de baterías , para reducir sustancialmente el tiempo efectivo de recarga. [159] [160] Algunos coches eléctricos (por ejemplo, el BMW i3 ) tienen un extensor de autonomía de gasolina opcional . El sistema está pensado como una copia de seguridad de emergencia para ampliar la autonomía hasta el siguiente lugar de recarga, y no para viajes de larga distancia. [161]

Carreteras eléctricas

Las tecnologías de carreteras eléctricas que alimentan y cargan vehículos eléctricos mientras conducen se evaluaron en Suecia a partir de 2013. [162] : 12  La evaluación estaba programada para concluir en 2022. [163] La primera norma para equipos eléctricos a bordo de un vehículo propulsado por un sistema de carreteras eléctricas ferroviarias (ERS), la Norma Técnica CENELEC 50717, se aprobó a fines de 2022. [164] Las siguientes normas, que abarcan la "interoperabilidad total" y una "solución unificada e interoperable" para el suministro de energía a nivel del suelo, están programadas para publicarse a fines de 2024, detallando "especificaciones completas para la comunicación y el suministro de energía a través de rieles conductores incrustados en la carretera". [165] [166] Se prevé que la primera carretera eléctrica permanente de Suecia se complete en 2026 [167] en una sección de la ruta E20 entre Hallsberg y Örebro , seguida de una expansión de otros 3000 kilómetros de carreteras eléctricas para 2045. [168] Un grupo de trabajo del Ministerio de Ecología francés considera que las tecnologías de suministro de energía a nivel del suelo son las candidatas más probables para las carreteras eléctricas, [169] y recomendó adoptar un estándar europeo de carreteras eléctricas formulado con Suecia, Alemania, Italia, los Países Bajos, España, Polonia y otros. [170] Francia planea invertir entre 30 y 40 mil millones de euros para 2035 en un sistema de carreteras eléctricas que abarque 8.800 kilómetros y recargue automóviles, autobuses y camiones eléctricos mientras conducen. Se espera que se anuncien dos licitaciones para la evaluación de tecnologías de carreteras eléctricas para 2023. [169]

Del vehículo a la red: carga y almacenamiento en búfer de la red

Durante los períodos de máxima demanda , cuando el costo de generación puede ser muy alto, los vehículos eléctricos con capacidad de conexión entre el vehículo y la red podrían aportar energía a la red. Estos vehículos pueden entonces recargarse durante las horas de menor demanda a tarifas más económicas, ayudando a absorber el exceso de generación nocturna. Las baterías de los vehículos sirven como un sistema de almacenamiento distribuido para amortiguar la energía. [171]

Esperanza de vida

Al igual que todas las baterías de iones de litio, las baterías de los vehículos eléctricos pueden degradarse con el paso del tiempo, especialmente si se cargan con frecuencia al 100 %; sin embargo, esto puede tardar al menos varios años antes de que se note. [172] Una garantía típica es de 8 años o 100 000 mi (160 000 km), [173] pero suelen durar mucho más, quizás entre 15 y 20 años en el automóvil y luego más años en otro uso. [174]

Coches eléctricos disponibles actualmente

Ventas de coches eléctricos

Tesla se convirtió en el principal fabricante de vehículos eléctricos del mundo en diciembre de 2019. [175] [176] Su Model S fue el coche eléctrico enchufable más vendido del mundo en 2015 y 2016, [177] [178] su Model 3 ha sido el coche eléctrico enchufable más vendido del mundo durante cuatro años consecutivos, de 2018 a 2021, y el Model Y fue el coche enchufable más vendido en 2022. [179] [180] [181] [182] [183] ​​El Tesla Model 3 superó al Leaf a principios de 2020 para convertirse en el coche eléctrico más vendido acumulado del mundo. [20] Tesla produjo su coche eléctrico número 1 millón en marzo de 2020, convirtiéndose en el primer fabricante de automóviles en hacerlo, [184] y en junio de 2021, el Model 3 se convirtió en el primer coche eléctrico en superar el millón de ventas. [21] Tesla ha sido catalogado como el fabricante de automóviles eléctricos enchufables más vendido del mundo, tanto como marca como por grupo automovilístico durante cuatro años consecutivos, de 2018 a 2021. [180] [185] [186] [187] [181] A finales de 2021, las ventas acumuladas globales de Tesla desde 2012 totalizaron 2,3 millones de unidades, [188] con 936.222 de ellas entregadas en 2021. [189]

BYD Auto es otro fabricante líder de vehículos eléctricos, y la mayoría de sus ventas proceden de China. Entre 2018 y 2023, BYD produjo casi 3,18 millones de coches eléctricos puramente enchufables, de los cuales 1.574.822 se produjeron solo en 2023. [190] En el cuarto trimestre de 2023, BYD superó a Tesla como el fabricante de vehículos eléctricos más vendido al vender 526.409 coches eléctricos a batería, mientras que Tesla entregó 484.507 vehículos. [191] [192]

En diciembre de 2021 [update], la Alianza Renault-Nissan-Mitsubishi figuraba como uno de los principales fabricantes de vehículos totalmente eléctricos, con unas ventas mundiales de vehículos totalmente eléctricos que totalizan más de 1 millón de vehículos eléctricos ligeros, incluidos los fabricados por Mitsubishi Motors desde 2009. [193] [194] Nissan lidera las ventas mundiales dentro de la Alianza, con 1 millón de coches y furgonetas vendidos hasta julio de 2023, [195] seguido por el Grupo Renault con más de 397.000 vehículos eléctricos vendidos en todo el mundo hasta diciembre de 2020, incluido su cuadriciclo pesado Twizy . [196] En julio de 2023 , las ventas mundiales totalizaron más de 650.000 unidades desde su inicio. [195][update]

Otros fabricantes líderes de vehículos eléctricos son GAC Aion (parte de GAC Group , con 962.385 ventas acumuladas a diciembre de 2023 [update]), [197] SAIC Motor con 1.838.000 unidades (a julio de 2023 [update]), Geely y Volkswagen . [198] [199] [200] [201] [202]

La siguiente tabla enumera los automóviles totalmente eléctricos aptos para circular por carretera más vendidos de todos los tiempos, con unas ventas globales acumuladas de más de 250.000 unidades:

Los vehículos de pasajeros totalmente eléctricos aptos para circular por carretera más vendidos de todos los tiempos (1)
CompañíaModeloImagenLanzamiento al mercadoVentas globales de por vidaVentas totales a través deVentas anuales globalesEstadoÁrbitro

Tesla, Inc.		Modelo Y de Tesla2020-03~2,49 millones2023-121.211.601 (2023)En producción[179] [180] [203] [204] [205] [206]

Tesla, Inc.		Modelo 3 de Tesla2017-07~2,06 millones2023-12529.287 (2023)En producción[179] [180] [207] [203] [206]

SAIC-GM-Wuling		Mini vehículo eléctrico Wuling Hongguang2020-071.218.6402023-12118.834 (2023)En producción[179] [180] [203] [208] [209]

Nissan		Hoja de Nissan2010-12~650.0002023-0764.201 (2021)En producción[180] [195]

Por favor, dime		BYD Yuan Plus / Atto 32022-02614.2602023-12412.202 (2023)En producción[209] [210]

Por favor, dime		Delfín BYD2021-08602.4342023-12367.419 (2023)En producción[179] [203] [211] [212]

Grupo GAC		Aión S2019-05485.3692023-12222.227 (2023)En producción[179] [180] [203] [213] [214] [210]

Por favor, dime		Vehículo eléctrico BYD Qin2016-03454.1572023-12154.774 (2023)En producción[210] [209] [215] [216] [217]

Renault		Renault Zoe2012-12413.9752023-0615.706 (2023)Cesó la producción[196] [218] [219] [220]

Volkswagen		Volkswagen ID.42020-09493.2192023-12192.686 (2023)En producción[179] [180] [221] [206]

Grupo GAC		Aion Y2021-04383.3502023-12229.555 (2023)En producción[210] [209] [215]

Por favor, dime		Vehículo eléctrico BYD Han2020-03367.1292023-12106.502 (2023)En producción[210] [209] [215] [216]

Tesla, Inc.		Modelo S de Tesla2012-06~363.9002022-12~35.000 (2022)En producción[222]

Chery		Chery eQ12017-03338.0512023-1229.744 (2023)En producción[223] [224] [225]

Hyundai		Hyundai Kona Eléctrico2018-05329.6432023-1270.871 (2023)En producción[226]

Volkswagen		Volkswagen ID.32019-11325.7702023-12139.268 (2023)En producción[227] [228] [229] [206]

Hyundai		Hyundai Ioniq 52021-03280.4302023-12114.988 (2023)En producción[226]

Por favor, dime		Gaviota BYD2023-04280.2172023-12280.217 (2023)En producción[212]
Notas:
(1) Los vehículos se consideran aptos para circular en carretera si pueden alcanzar al menos una velocidad máxima de 100 km/h (62 mph).

Coches eléctricos por país

En el año 2021, el número total de coches eléctricos en las carreteras del mundo ascendió a unos 16,5 millones. Las ventas de coches eléctricos en el primer trimestre de 2022 ascendieron a 2 millones. [230] China tiene la mayor flota de coches totalmente eléctricos en uso, con 2,58 millones a finales de 2019, más de la mitad (53,9%) del parque mundial de coches eléctricos.

Los coches totalmente eléctricos han superado en ventas a los híbridos enchufables desde 2012. [231] [182] [183] ​​[232]

Políticas e incentivos gubernamentales

Un aparcamiento y una zona de carga gratuitos para vehículos eléctricos en Oslo
Cuatro de cada diez europeos entrevistados para la encuesta sobre clima del Banco Europeo de Inversiones pensaban que los subsidios para los coches eléctricos deberían ser una prioridad para combatir el cambio climático.

Varios gobiernos nacionales, provinciales y locales de todo el mundo han introducido políticas para apoyar la adopción masiva de vehículos eléctricos enchufables . Se han establecido diversas políticas para brindar: apoyo financiero a consumidores y fabricantes; incentivos no monetarios; subsidios para la implementación de infraestructura de carga; estaciones de carga de vehículos eléctricos en edificios; y regulaciones a largo plazo con objetivos específicos. [234] [245] [246]

Cronograma de objetivos nacionales
para la eliminación total de los motores de combustión interna o
el 100 % de las ventas de vehículos ZEV [234] [247]
Países seleccionadosAño
Noruega (100% de ventas de vehículos eléctricos de cero emisiones)2025
Dinamarca2030
Islandia
Irlanda
Países Bajos (100% de ventas de vehículos eléctricos de cero emisiones)
Suecia
Reino Unido (100% de ventas de vehículos eléctricos de cero emisiones)2035
Francia2040
Canadá (100% de ventas de vehículos eléctricos de cero emisiones)
Singapur
Alemania (100% de ventas de vehículos eléctricos de cero emisiones)2050
EE. UU. (10 estados ZEV )
Japón (100% ventas de HEV/PHEV/ZEV)

Los incentivos financieros para los consumidores tienen como objetivo hacer que el precio de compra de los coches eléctricos sea competitivo con respecto a los coches convencionales debido al mayor coste inicial de los vehículos eléctricos. Según el tamaño de la batería, existen incentivos de compra únicos, como subvenciones y créditos fiscales ; exenciones de derechos de importación; exenciones de peajes y tasas de congestión ; y exención de tasas de matriculación y anuales.

Entre los incentivos no monetarios, hay varios beneficios como permitir el acceso de vehículos enchufables a carriles de autobuses y carriles para vehículos de alta ocupación , estacionamiento gratuito y carga gratuita. [245] Algunos países o ciudades que restringen la propiedad de automóviles privados (por ejemplo, un sistema de cuotas de compra para vehículos nuevos), o han implementado restricciones permanentes a la conducción (por ejemplo, días sin conducir), hacen que estos esquemas excluyan a los vehículos eléctricos para promover su adopción. [248] [249 ] [250] [251] [252] [253] Varios países, incluidos Inglaterra y la India, están introduciendo regulaciones que requieren estaciones de carga de vehículos eléctricos en ciertos edificios. [246] [254] [255]

Algunos gobiernos también han establecido señales regulatorias a largo plazo con objetivos específicos, como mandatos de vehículos de cero emisiones (ZEV), regulaciones nacionales o regionales de emisiones de CO2 , estándares estrictos de economía de combustible y la eliminación gradual de las ventas de vehículos con motor de combustión interna. [234] [245] Por ejemplo, Noruega estableció un objetivo nacional de que para 2025 todas las ventas de automóviles nuevos deberían ser ZEV ( eléctricos de batería o hidrógeno ). [256] [257] Si bien estos incentivos apuntan a facilitar una transición más rápida de los automóviles de combustión interna , algunos economistas los han criticado por crear una pérdida de peso muerto excesiva en el mercado de automóviles eléctricos, lo que puede contrarrestar parcialmente las ganancias ambientales. [258] [259] [260]

Planes de vehículos eléctricos de los principales fabricantes

En los últimos años, los vehículos eléctricos (VE) han ganado una importante fuerza como componente integral del panorama automovilístico mundial. Los principales fabricantes de automóviles de todo el mundo han adoptado los VE como un componente fundamental de sus planes estratégicos, lo que indica un cambio de paradigma hacia el transporte sostenible.

A partir deFabricanteInversión
Marco temporal de la inversión		# Vehículos eléctricos
Objetivo del año		Notas
2020-11Volkswagen86 mil millones de dólares2025272022Planea fabricar 27 vehículos eléctricos para 2022, en una plataforma dedicada a vehículos eléctricos denominada " Modular Electric Toolkit " y con las iniciales MEB. [261] En noviembre de 2020 anunció la intención de invertir 86.000 millones de dólares en los siguientes cinco años, destinados a desarrollar vehículos eléctricos y aumentar su participación en el mercado de vehículos eléctricos. El gasto total de capital incluirá "fábricas digitales", software automotriz y automóviles autónomos. [262]
2020-11Director General27 mil millones de dólares302035

[263]

Anunció que está aumentando su inversión en vehículos eléctricos y de conducción autónoma de 20.000 millones de dólares a 27.000 millones de dólares, y actualmente planea tener 30 vehículos eléctricos en el mercado para finales de 2025 (incluidos: el Hummer EV ; el SUV Cadillac Lyriq; los vehículos eléctricos Buick, GMC y Chevrolet; y un crossover EV compacto Chevy). [264] El director ejecutivo Barra dijo que el 40% de los vehículos que GM ofrecerá en los Estados Unidos serán vehículos eléctricos de batería para fines de 2025. [265] La plataforma de vehículos eléctricos de próxima generación "BEV3" de GM está diseñada para ser flexible para su uso en muchos tipos de vehículos diferentes, como configuraciones de tracción delantera, trasera y en las cuatro ruedas. [266]
2019-01Mercedes23 mil millones de dólares2030102022Planes para aumentar la fabricación de automóviles eléctricos al 50% de las ventas globales para 2030. [267]
2019-07Vado29 mil millones de dólares

[268]

2025Utilizará el kit de herramientas eléctricas modulares ("MEB") de Volkswagen para diseñar y construir sus propios vehículos totalmente eléctricos a partir de 2023. [269] El Ford Mustang Mach-E es un crossover eléctrico que alcanzará hasta 480 km (300 millas). [270] Ford planea lanzar un F-150 eléctrico en el período de tiempo de 2021. [271] [272]
2019-03BMW122025Planea fabricar 12 vehículos totalmente eléctricos para 2025, utilizando una arquitectura de tren motriz eléctrico de quinta generación, lo que ahorrará peso y costos y aumentará la capacidad. [273] BMW ha pedido celdas de batería por valor de 10 mil millones de euros para el período de 2021 a 2030. [274] [275] [276]
2020-01Hyundai232025Anunció que planea producir 23 autos totalmente eléctricos para 2025. [277] Hyundai anunciará su plataforma de vehículos eléctricos de próxima generación, denominada e-GMP, en 2021. [278]
2019-06ToyotaHa desarrollado una plataforma EV global llamada e-TNGA que puede acomodar un SUV de tres filas, un sedán deportivo, un crossover pequeño o un compacto cuadrado. [279] Toyota y Subaru lanzarán un nuevo EV en una plataforma compartida; [280] será aproximadamente del tamaño de un Toyota RAV4 o un Subaru Forester.
2019-0429 fabricantes de automóviles300 mil millones de dólares2029Un análisis de Reuters sobre 29 fabricantes de automóviles mundiales concluyó que estos planean gastar 300.000 millones de dólares en los próximos 5 a 10 años en coches eléctricos, y se proyecta que el 45% de esa inversión se realizará en China. [281]
2020-10FíatLanzó su nueva versión eléctrica del Nuevo 500 para su venta en Europa a partir de principios de 2021. [282] [283]
2020-11NissanAnunció la intención de vender solo autos eléctricos e híbridos en China a partir de 2025, introduciendo nueve nuevos modelos. Otros planes de Nissan incluyen fabricar, para 2035, la mitad de vehículos de cero emisiones y la mitad de vehículos híbridos gasolina-eléctricos. [284] En 2018 Infiniti , la marca de lujo de Nissan, anunció que para 2021 todos los vehículos recién introducidos serán eléctricos o híbridos. [285]
2020-12Audi35 mil millones de euros2021–202520202530 nuevos modelos electrificados para 2025, de los cuales 20 serán vehículos eléctricos. [286] Para 2030-2035, Audi pretende ofrecer únicamente vehículos eléctricos. [287]

Pronósticos

Deloitte predijo que las ventas totales de vehículos eléctricos a nivel mundial en 2030 alcanzarían los 31,1 millones . [288] La Agencia Internacional de Energía predijo que el stock total mundial de vehículos eléctricos alcanzaría casi 145 millones para 2030 con las políticas actuales, o 230 millones si se adoptaban políticas de Desarrollo Sostenible. [289]

Véase también

Referencias

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