El Vehicle elèctric

Què és un vehicle elèctric

Un vehicle elèctric funciona amb un motor elèctric alimentat per una bateria elèctrica, que es carrega des d’una xarxa elèctrica domèstica o bé des d’una estació de recàrrega pública o privada.

La principal diferència entre els vehicles de combustió interna i els vehicles elèctrics és la tecnologia i la font d’energia que utilitzen. Els primers funcionen amb motors de combustió amb uns rendiments aproximats del 30% i la font d’energia és el gasoil o la gasolina, mentre que els vehicles elèctrics funcionen amb un motor alimentat per electricitat amb rendiments propers al 95%.

La implantació del vehicle elèctric presenta una sèrie d’avantatges i oportunitats per al desenvolupament d’una mobilitat sostenible, atès que permet la integració de les energies renovables en un sector que depèn dels derivats del petroli en un percentatge proper al 95%. Es redueix doncs la dependència dels productes derivats del petroli, es millora la qualitat de l’aire a les nostres ciutats, i es redueix també l’emissió de gasos d’efecte hivernacle, i permet un nou posicionament de la indústria de l’automòbil implantada a Catalunya.

Tipologies de vehicle elèctric

Actualment el mercat de vehicles elèctrics és molt complet, amb turismes, vehicles industrials lleugers, bicicletes, motocicletes, ciclomotors i fins i tot vehicles industrials pesants i autobusos de diverses capacitats, tots 100% elèctrics o de zero emissions:

Vehicles 100% elèctrics (BEV): disposen d’un motor elèctric que transforma l’energia emmagatzemada a les bateries en energia cinètica que es transmet directament al tren motor de les rodes. Són vehicles que requereixen un manteniment baix, que normalment se centra en el sistema de frenada i renovació de pneumàtics, despeses que també té un vehicle convencional.
Aprofiten l’energia de les frenades i dels desnivells per  generar electricitat que s’acumula a les bateries. Es tracta d’una opció que incorporen tots els elèctrics que utilitzen el motor com a alternador per a ser més eficients i augmentar la seva autonomia.

Vehicles elèctrics amb autonomia estesa (REEV): tenen un petit motor de combustió que alimenta la bateria, generant electricitat perquè no es descarregui tan ràpid i que alhora pugui disposar d’un extra d’autonomia. Aquesta funcionalitat es pot usar o no segons el criteri del conductor. El manteniment és similar al d’un vehicle de combustió interna ja que disposa d’un motor que cal revisar amb la mateixa periodicitat que un vehicle convencional.

Vehicles  elèctrics híbrids (HEV): van ser el pioners tecnològics en la mobilitat elèctrica per a turismes. Actualment hi ha una variant més avançada que són els vehicles elèctrics híbrids endollables (PHEV). Aquests vehicles disposen de dos motors, un d’elèctric i un de tèrmic convencional, a banda de les bateries que alimenten el motor elèctric i un dipòsit de combustible per al motor tèrmic. Poden funcionar en mode elèctric en recorreguts urbans disposant d’una autonomia considerable i usar el motor de combustió en desplaçaments per carretera. El manteniment d’aquests vehicles és el mateix que el dels vehicles convencionals, i el preu d’adquisició és més elevat que el d’un vehicle elèctric pur, ja que es tracta d’un vehicle de propulsió doble i això encareix el preu.

Els vehicles híbrids són una variant dels elèctrics, i disposen dels mateixos elements que els endollables, però la bateria únicament es recarrega aprofitant l’energia de les frenades i la inèrcia en els desnivells i no te l’opció d’endollar-se a la xarxa. El motor elèctric només funciona de forma exclusiva a velocitats baixes i disposa de molt poca autonomia en mode elèctric. Són vehicles més eficients que els vehicles convencionals perquè poden recuperar energia en les frenades o mitjançant el fre motor, mentre que en els vehicles convencionals aquesta energia es dissipa.

Motocicletes i ciclomotors elèctrics: Les motocicletes elèctriques presenten molts avantatges mediambientals envers les tradicionals gràcies als motors elèctrics sense escombretes, almenys en la majoria dels casos, i que compten amb la particularitat de no disposar de peces de contacte. Per aquest motiu, el seu manteniment és molt més senzill que el d’altres vehicles semblants

La bateria té un paper fonamental en el funcionament de les motos elèctriques. En la majoria dels casos, les podem trobar en forma de packs, de quatre o cinc bateries de 12 volts cadascuna d’elles, amb un temps de recàrrega d’entre quatre i cinc hores per a la totalitat d’aquestes, encara que en les primeres dues hores s’arriba a carregar més de la meitat.

El carregador que permet la recàrrega de les  bateries és un dispositiu extern que es connecta a qualsevol endoll domèstic.

Bicicleta elèctrica de pedaleig assistit:

És la tipologia més comú i l’única que es considera legalment com una bicicleta a tots els efectes. Per tant, pot anar per carrils-bici, per pistes forestals, no requereix matrícula, no paga impost de circulació i no requereix carnet de conduir.

L’assistència elèctrica només es pot accionar mitjançant el pedaleig del ciclista i a Europa la potència del motor no pot superar els 250W ni assistir més enllà dels 25 km/h. Tot i així, es pot circular més ràpid si el ciclista segueix pedalant sense ajuda.

El tret més distintiu de les bicicletes elèctriques és el sensor de pedaleig. Aquest pot ser de velocitat o moviment, que és el sistema de detecció més senzill i el més comú en les bicicletes elèctriques més econòmiques, o de par motor o torsió, que detecta la força que el ciclista exerceix sobre els pedals i ofereix una assistència immediata i proporcionada a aquesta força.

Bicicleta elèctrica “ràpida” (speed ebike): Aparentment és com una bicicleta però legalment s’ha de considerar un ciclomotor i per tant, subjecte a permisos, restriccions de zones on circular, impostos, matriculació, retrovisors, casc obligatori, etc.

En aquest cas l’assistència elèctrica es pot accionar igualment amb els pedals o també a demanda mitjançant un polsador o accelerador. La potència del motor pot superar els 250W i  generalment se situa entre els 350 i 500W. A diferència de les bicicletes elèctriques de pedaleig assistit, el motor pot assistir al ciclista fins a una velocitat màxima de 45 km/h.

Altres tipus de vehicles elèctrics: També existeixen altres vehicles elèctrics de desplaçament unipersonal com els patinets elèctrics, els segways o rodes elèctriques que s’alimenten d’una bateria recarregable i autonomia molt limitada, aproximadament 12 – 20 km, que suposa al voltant d’una hora en funcionament. Són útils per substituir el desplaçament a peu en trajectes urbans curts o bé en grans instal·lacions com aeroports o naus industrials. La velocitat d’aquestes vehicles acostuma a ser d’entre 15 i 20 km/h.

Bateries elèctriques

Les bateries són un component essencial dels vehicles elèctrics. Una bateria elèctrica és un dispositiu que genera energia elèctrica mitjançant un procediment electroquímic que transforma l’energia d’una reacció química en energia elèctrica.

Existeixen bateries recarregables (o acumuladors) i bateries o piles d’un sol ús. Els vehicles elèctrics empren acumuladors que estan fets de metalls i compostos químics. Actualment hi ha bateries de níquel-ferro, níquel-cadmi, níquel-iodurs metàl·lics o níquel-polímers, tot i que les més esteses actualment en els vehicles elèctrics són les d’ió-liti per la seves reduïdes dimensions, pes, major autonomia i menor despesa en manteniment.

Les principals característiques de les bateries són:

Capacitat: L’energia total que pot emmagatzemar una bateria, és a dir la seva capacitat, es mesura en watts-hora (Wh), igual que el consum elèctric d’un habitatge. Aquest valor s’especifica en la majoria de bateries.

Autonomia: La quantitat de km que es pot recórrer amb una bateria varia segons l’ús que es faci del motor i de la conducció, especialment les acceleracions.

En termes generals, la majoria de cotxes elèctrics es mouen amb un consum mig d’entre 15 i 22 kWh/100 km, de manera que una bateria de 24 kWh hauria de poder oferir potencialment energia per a recórrer uns 150 km reals i una bateria de 30 kWh uns 200 km reals.

Les bicicletes elèctriques en canvi, tenen una capacitat d’entre 0,2 i 0,4 kWh i per tant, poden recórrer entre 25 i 60 km segons la demanda d’ajuda del motor que en faci l’usuari.

En canvi els vehicles elèctrics lleugers (patinets elèctrics, els segways o rodes elèctriques) tenen una capacitat d’entre 0,15 i 0,25 kWh amb una autonomia d’entre 12 i 20 km.

Vida útil de les bateries: Segons la majoria de fabricants la vida útil d’una bateria d’ió-liti oscil·la entre els 800 i els 1.100 cicles complets de càrrega. En aquest sentit, a nivell teòric un conductor que utilitza el vehicle diàriament per a recórrer uns 75 km i realitza l’equivalent a dues càrregues completes setmanals podria fer servir la bateria durant un període d’entre 6 i 8 anys. A la pràctica però, cal tenir en compte que igual com passa amb altres aparells, la bateria va patint un lleuger desgast amb independència de la seva utilització que alguns fabricants quantifiquen de fins un 5%.

Temps de càrrega: El temps d’una càrrega completa varia sobretot depenent de la capacitat total de la bateria, del seu voltatge i del transformador. De manera orientativa una bateria de 20kW es recarrega en un endoll normal (3’3kW) en 6 hores.

Pes: Les bateries de major capacitat també pesen més, amb diferències que poden arribar als 3 o 4 kg. En aquest sentit, el més recomanable és ajustar la mida de la bateria al tipus d’ús majoritari que es vulgui realitzar de la bicicleta