componentes de un vehículo eléctrico: así está hecho por dentro

La llegada del coche eléctrico supone uno de los mayores puntos de inflexión para nuestra movilidad, con todo lo que implica para nuestro planeta y el futuro de las nuevas generaciones. Eso sí, comprender qué es un coche eléctrico en toda su magnitud exige adentrarse en su mecánica y electrónica, descubriendo una tecnología que, aunque sencilla, a veces nos cuesta comprender por las diferencias que supone con un coche tradicional. Conocer el papel que juega cada elemento dentro del conjunto nos ayuda además a romper muchos de los mitos que rodean al coche eléctrico.

Uno de los datos más gráficos e ilustrativos al comparar un vehículo eléctrico con uno térmico, es la enorme diferencia en el número de piezas. Un motor de gasolina o diésel cuenta por sí solo con entre 200 y 300 piezas móviles (pistones, bielas, válvulas…), pero pueden elevarse a 2.000 si contamos tornillos, juntas y otros pequeños componentes. Si sumamos todo el tren motriz (circuito de escape, catalizador, turbocompresor, filtros o caja de cambios) la cifra supera con facilidad las 30.000 piezas, aunque contando todo el conjunto del coche se podrían superar incluso las 100.000.

En cambio, el motor de un coche cien por cien eléctrico simplifica esta estructura y reduce sus partes móviles a 20 y 30 (básicamente el rotor del motor, los rodamientos de apoyo y los engranajes de la transmisión reductora), que pueden elevarse a entre 200 a 400 si contamos las baterías y el resto de elementos del sistema eléctrico. Teniendo en cuenta además la totalidad del vehículo (incluyendo chasis, suspensión, carrocería o electrónica), un modelo eléctrico contabiliza entre 10.000 y 15.000 componentes y pequeñas piezas.

Esta enorme reducción en el número de piezas expuestas a la presión y al rozamiento mecánico supone también, a la postre, un menor riesgo de averías por desgaste, simplificando además el mantenimiento periódico. Ojo, hablamos de los vehículos eléctricos de batería BEV, porque otros tipos de vehículos electrificados aún conservan sistemas de combustión con todo el número de piezas que supone.

En los automóviles eléctricos actuales, es habitual el uso de plataformas nativas de tipo skateboard (“monopatín”), en el que una batería de tracción con forma plana se integra en la zona inferior del chasis, entre el eje delantero y el trasero. Esta disposición cuenta con grandes ventajas, como liberar espacio útil para el habitáculo, bajar el centro de gravedad (mejorando la estabilidad y dinámica) y aumentar la rigidez torsional (optimizando la absorción de impactos).

Estas plataformas skateboard suelen ser además modulares, pudiendo acoger en diferentes configuraciones el resto de componentes. Así, el motor eléctrico (incluyendo el inversor de corriente y la caja reductora) se sitúa habitualmente sobre el eje motriz (delantero, trasero o en ambos en versiones con tracción total). En el vano delantero se instalan la electrónica de gestión, el convertidor de voltaje y los sistemas de climatización.

Con este esquema, el funcionamiento del coche eléctrico es muy sencillo: la energía almacenada en la batería pasa al motor (previo paso por el inversor) y éste impulsa el eje motriz. Todo el conjunto está monitorizado por centralitas electrónicas de alta velocidad que gestionan la entrega de potencia en milisegundos.

El conjunto encargado de suministrar la fuerza motriz a las ruedas se compone de tres elementos principales, interconectados mediante cableado de alta tensión:

batería de tracción o acumulador

La batería de tracción es el componente de mayor peso, volumen y coste del vehículo. Se compone de celdas agrupadas en módulos (un Renault Scenic E-Tech eléctrico puede alcanzar las 288) y donde se almacena la energía en corriente continua (CC, o DC en inglés) para suministrarla a demanda del conductor. Su funcionamiento está supervisado por el Battery Management System (BMS), un módulo electrónico que controla voltajes y temperaturas, y evita que las diferencias de tensión degraden las celdas. El paquete completo está, además, protegido contra impactos.

motor eléctrico

Transforma la energía eléctrica procedente de la batería en energía mecánica de rotación para mover las ruedas. Se compone de un estátor (parte fija provista de bobinados) y un rotor (eje móvil que gira por inducción magnética), siendo los tipos de motores síncronos de imanes permanentes y de rotor bobinado los más populares. El motor eléctrico ofrece un rendimiento energético superior al 90%, entregando todo su par de forma instantánea desde 0 rpm, lo que proporciona la característica respuesta ágil e inmediata de los coches eléctricos.

inversor o convertidor de corriente

Es el encargado de convertir la energía en corriente continua DC (tal como está almacenada en la batería) a corriente alterna AC (como la usa el motor eléctrico). De esta forma regula la frecuencia para controlar la velocidad del motor, y la intensidad para graduar la aceleración. Además, durante las desaceleraciones, realiza la conversión a la inversa para recargar la batería (lo que llamamos “frenada regenerativa”).

Mientras cargamos nuestro coche, para administrar el flujo de energía desde la red eléctrica, intervienen tres dispositivos esenciales:

el cargador de a bordo (OBC)

Módulo electrónico integrado indispensable para adaptar la electricidad de la red sin comprometer la seguridad eléctrica del hogar. Para ello transforma la corriente alterna (AC) de la red doméstica o pública en corriente continua (DC), que es la apta para ser almacenada en la batería. Si la recarga se hace en un punto de carga rápida en corriente continua, se toma el flujo directamente sin pasar por el OBC. 

el puerto de carga

Se trata del enchufe bajo la “tapa de repostaje” del vehículo, e incorpora bloqueos mecánicos de seguridad que impiden retirar el cable bajo tensión, sensores de temperatura para prevenir sobrecalentamientos e iluminación LED que informa sobre el estado de la recarga. En Europa adopta el conector CCS2 (Combined Charging System), que combina la toma Mennekes (Tipo 2) para corriente alterna con pines inferiores para carga rápida en continua, garantizando plena compatibilidad con los diversos tipos de cargadores para coches eléctricos.

el convertidor DC-DC

Un coche eléctrico equipa dos circuitos de tensión independientes: la red de alta tensión (400V/800V para tracción) y la red de baja tensión (12V para componentes auxiliares). El convertidor DC-DC sustituye al alternador tradicional, reduciendo el alto voltaje principal para abastecer luces, pantallas y recargar la batería auxiliar de 12V. Al aislar ambas redes, protege la electrónica de a bordo frente a eventuales picos de tensión.

El comportamiento dinámico y la entrega de potencia eléctrica requieren soluciones mecánicas adaptadas a sus características particulares:

la transmisión (o caja de cambios de marcha única)

Al girar el motor eléctrico de forma eficiente desde 0 hasta velocidades superiores a las 15.000 rpm, no se requiere una caja de cambios multirrelación. En su lugar, se emplea una transmisión reductora de relación fija con diferencial, que adecua las revoluciones del motor al de las ruedas. La simplicidad de esta reductora elimina las pérdidas por rozamiento habituales en cajas de cambios tradicionales.

el sistema de gestión térmica

Mantiene la batería y el inversor en su temperatura óptima (entre 20 °C y 35 °C) mediante circuitos de líquido refrigerante, acondicionando el acumulador antes de una carga rápida. Los modelos E-Tech de Renault incorporan además una bomba de calor que climatiza el habitáculo aprovechando el calor residual de los componentes eléctricos sin reducir la autonomía.

el sistema de frenada regenerativa

Aprovecha la reversibilidad del motor eléctrico. Al levantar el pie del acelerador o presionar suavemente el pedal de freno, el motor pasa a comportarse como un generador eléctrico. Para ello, la resistencia magnética ralentiza el coche (frenado eléctrico) y convierte la energía cinética en electricidad devuelta a la batería. Como decíamos más arriba, se vale del inversor para transformar esa energía de corriente alterna a continua para almacenarla en la batería.

La producción de un vehículo eléctrico exige utilizar una serie de materiales pensados para optimizar el peso, la rigidez estructural y la conductividad eléctrica. Veamos cuáles son los principales:

• Batería de tracción: Emplea metales como litio, níquel, manganeso y cobalto (baterías NMC), o fosfato de hierro y litio (baterías LFP) en el cátodo; grafito sintético o natural en el ánodo; y cobre y aluminio de alta pureza en conectores e interior de las celdas.
• Motor eléctrico y electrónica: Requieren cobre electromagnético de alta pureza para el bobinado del estátor, láminas de acero eléctrico con silicio en el núcleo magnético y elementos como neodimio o disprosio en los imanes permanentes del rotor.
• Estructura y chasis: Para compensar la masa del paquete de baterías (entre 300 y 600 kg), se combinan aleaciones ligeras de aluminio extruido con aceros de ultra alta resistencia (AHSS), garantizando la máxima protección estructural ante impactos sin añadir un peso innecesario.

El uso eficiente y la reutilización circular de estos recursos resultan fundamentales para garantizar la sostenibilidad de la industria automotriz a largo plazo. Renault participa de esta filosofía a través de su división Re-Factory, que desde el 2020 investiga soluciones de economía circular para aumentar el uso de materiales reciclados y reducir el consumo de recursos vírgenes.

sobre el autor

José Ramón Martínez Fondón

periodista especializado en motor