Existe una gran diferencia entre utilizar un coche totalmente eléctrico para sus desplazamientos diarios o hacer un largo viaje por la carretera. La mayoría de los vehículos eléctricos actuales tienen una autonomía de 200 a 400 km (120 a 260 millas) con una carga completa. Algunos modelos de lujo, como el Tesla Model S de 100 000 dólares, podrían ofrecer más de 500 km de autonomía.
Para los usuarios cotidianos de un automóvil totalmente eléctrico, si su viaje es de menos de 100 km, esto no es gran cosa. Saben que pueden hacer un viaje de ida y vuelta sin cargar ni enchufar sus vehículos eléctricos (EV) durante la noche. En algunos casos, también tendrán cargadores instalados en su lugar de trabajo.
Por supuesto, el problema comienza con los viajes más largos o para las personas que usan sus vehículos la mayor parte del día. Con la infraestructura y la tecnología actuales, resulta un desafío operar un automóvil eléctrico sin tener que detenerse para cargarlo cada dos o tres horas y pasar una hora más en una estación de carga rápida.
Muchos hogares, especialmente en los Estados Unidos, equilibran el deseo de tener un vehículo eléctrico con otro automóvil para viajes más largos. Usan su EV para ir al trabajo o ir de compras todos los días y conservan un vehículo más grande con motor de combustión para viajar.
En algunos mercados, los fabricantes de EV ofrecen el uso de un vehículo convencional durante un determinado período cada año a los clientes que compran un automóvil eléctrico. Idealmente, si queremos hacer la transición a los vehículos totalmente eléctricos y reducir las emisiones, esto no debería ser así.
De baterías intercambiables a hidrógeno líquido
Hace unos años, varias empresas emergentes promocionaron la idea de baterías intercambiables para EV. El concepto era simple: conduzca hasta una estación de servicio con su automóvil eléctrico, alguien cambiará su batería agotada por una completamente cargada y podrá continuar el viaje en minutos.
Desafortunadamente, este concepto solo funciona con vehículos eléctricos pequeños, como un vehículo de tres ruedas o una motocicleta. En muchas ciudades, las empresas que ofrecen el uso compartido de motocicletas eléctricas utilizan este método para mantener cargadas sus unidades. En lugar de estaciones de carga, pueden ofrecer una solución de flotación libre al enviar furgonetas para cambiar las baterías por el área de servicio.
No obstante, las baterías necesarias para un automóvil eléctrico compacto son bastante grandes y pesadas, y agregar una opción de intercambio podría aumentar significativamente su precio y complicar la producción. Además, esta solución requeriría que se definan algunos estándares para las unidades intercambiables entre diferentes fabricantes.
Para algunos expertos, la solución ideal serían las celdas de hidrógeno líquido para suministrar energía a los vehículos eléctricos. Tendría la ventaja de un sistema de propulsión limpio y completamente eléctrico con la comodidad del modelo de "gasolinera" para recargar. Si bien ha habido importantes inversiones y avances en esta tecnología, esta opción se ha mantenido ante todo en la etapa experimental.
Los mayores problemas para las celdas de hidrógeno son la producción, el transporte y la seguridad. El hidrógeno es costoso de producir, ya que requiere mucha más energía para crearlo que la que podría ofrecer. Además, habría que transportarlo a las estaciones de servicio, y requeriría un cuidado adicional para su almacenamiento y al conectarlo al coche eléctrico. Dicho esto, existe un interés significativo en el hidrógeno líquido para vehículos pesados en la industria del transporte y en los ferrocarriles.
Las cargas inalámbricas ultrarrápidas podrían ser la próxima solución
Al conectar un teléfono inteligente o una computadora portátil a un cargador rápido, generalmente mediante un cable USB tipo C, el dispositivo le indica al cargador cuánta energía puede admitir a altas velocidades. En la actualidad, algunos modelos de teléfonos inteligentes pueden recibir alrededor de 30 W por hora de energía, lo que reduce el tiempo para una carga completa a menos de una hora. Cuando la batería alcanza casi el 80 % de su capacidad, el cargador comienza a reducir su potencia de salida a niveles más bajos para no dañar la unidad.
Si bien existen diferencias sustanciales entre las baterías de un automóvil eléctrico y las de un teléfono inteligente, la forma en que se cargan es bastante similar. De hecho, ambos tipos de baterías usan alimentación de CC a diferentes niveles de potencia.
Dos tecnologías pueden marcar la diferencia en las cargas rápidas: el conector CHAdeMO y almohadillas de carga inalámbrica. Ambos pueden suministrar energía de CC al vehículo, lo que elimina la necesidad de voluminosos inversores de CA/CC puesto que la conversión se lleva a cabo en la estación de carga.
Si bien a algunas personas aún les agradaría la solución conveniente y económica de cargar sus autos en el hogar usando una toma de corriente estándar, muchos propietarios de vehículos eléctricos estarían felices de invertir en un cargador CHAdeMO, sobre todo porque admite las tecnologías de carga vehículo a hogar y vehículo a red.
Lo que no tiene sentido es seguir instalando estaciones de carga en la carretera que no admitan cargas rápidas de CC. Los propietarios de vehículos eléctricos, especialmente aquellos que dependen de una infraestructura de carga independiente, necesitan saber que su automóvil podría recibir al menos 2 kW por hora al llegar a una estación de carga.
La carga inalámbrica pronto podría ser la norma. En la actualidad, las cargas inalámbricas son una opción en algunos modelos de fabricantes como Toyota y BMW. Mañana, podría ser el estándar para ofrecer energía a los coches eléctricos en las estaciones de carga y en la carretera.
En 2012, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge financiaron el proyecto de "Carga inalámbrica para vehículos eléctricos". En ese momento, reconocieron que "la carga inalámbrica se considera una tecnología clave para aumentar la adopción de los vehículos eléctricos".
Su objetivo era, para 2015, demostrar la viabilidad de las cargas inalámbricas para vehículos eléctricos ligeros según el estándar SAE J2954. Según la última revisión, J2954_202010, se admite la carga inalámbrica pública y residencial. Por el momento, está destinada a aplicaciones estacionarias; es decir, la carga se realiza mientras el vehículo no está en movimiento. Las futuras revisiones incluirían aplicaciones dinámicas, ya que los operadores de carreteras podrían decidir instalar algunas áreas de carga inalámbrica debajo de la superficie, lo que permitiría que los vehículos eléctricos se carguen sobre la marcha.
Plugless, una empresa que fabrica y vende estaciones de carga eléctrica inalámbrica, ofrece kits de expansión para Tesla Model S, BMW i3, Nissan Leaf y Chevrolet Volt, y tiene planes de agregar pronto más vehículos.
La adopción total de los vehículos eléctricos no ocurrirá hasta que la carga rápida sea una realidad en todas partes
La ansiedad en cuanto a la autonomía sigue siendo una realidad para los propietarios de estos vehículos. Hasta que no tengamos muchas estaciones de carga rápidas y ultrarrápidas en todas partes, esta será una barrera para la adopción de vehículos totalmente eléctricos.
Por suerte, tenemos la tecnología para hacerlo realidad. Necesitamos la economía de escala y las inversiones de los gobiernos y los operadores privados para desplegar la infraestructura lo antes posible.
Además, a medida que aparezcan más vehículos eléctricos en la carretera, la oportunidad de proporcionar un servicio de carga rápida atraería a inversores privados a este mercado potencialmente muy lucrativo.
Para obtener más información sobre el futuro de las cargas de vehículos eléctricos, consulte El futuro de la recarga de vehículos eléctricos es más inteligente y omnipresente.
