¿Por qué los coches eléctricos no tienen marchas?

El motor eléctrico tiene un rango de velocidad de giro muy amplio, suficiente para cubrir el rango de velocidad sin cambiar de marcha

El cambio de marchas forma parte del sistema que transmite la fuerza del motor a las ruedas. Ese artilugio que se esconde al otro lado de la palanca de cambios trajo no pocos quebraderos de cabeza a los primeros fabricantes de automóviles de hace un siglo, por ser un sistema tan necesario como complicado de crear. También trae de cabeza a muchos conductores desde entonces, especialmente en la etapa de aprendizaje, con el que el resto de su vida como conductor mantienen una resignada relación de incomprensión mutua pero que, mejor o peor, es una relación que funciona.

La caja de cambios va asociada a los motores térmicos pero ¿qué ocurre con los eléctricos? Simplemente, no la necesitan. Veamos por qué este sencillo tipo de motor permite simplificar la mecánica, eliminando este complejo sistema de transmisión de relación variable, que es la caja de cambios.

¿Por qué hace falta un cambio de marchas en los motores térmicos?

El rango de velocidades en el que el motor trabaja bien es muy estrecho en comparación el rango de velocidad que debe desarrollar un vehículo. Veamos unos números que lo explican. A un vehículo le exigimos que sea capaz de circular entre 5 y 180 Km/h, por tanto le estamos pidiendo que circule a una velocidad hasta 36 veces mayor que la velocidad mínima. Sin embargo el motor térmico por sí solo, únicamente es capaz de multiplicar unas 6 veces su velocidad mínima útil porque su rango va sólo de 1.000 a 6.000 revoluciones por minuto aproximadamente, por poner un ejemplo de un motor habitual de gasolina.

La consecuencia de esto es que si sólo tuviéramos una marcha, algo que ocurre en caso conducir marcha atrás, nuestro coche apenas superaría los 30 Km/h porque llegaríamos muy pronto a la velocidad máxima del motor. Es la misma razón por la que un niño pedaleando en un triciclo es incapaz de superar cierta velocidad, por suerte, pues sencillamente las piernas tienen un límite de velocidad de movimiento. Por eso para cubrir toda la gama de velocidades del vehículo necesitamos 4 ó 5 relaciones de transmisión que multipliquen de forma escalonada la relación entre las velocidades del motor y de las ruedas.

renault_66479_global_en

Otra razón que hace necesaria una caja de cambios es que cuanto más larga sea la relación de cambio, menos fuerza puede transmitirse a las ruedas. Es por esto que hay situaciones en las que el motor no tiene suficiente fuerza con marchas largas como cuarta o quinta, como para subir una fuerte pendiente y hay que reducir de quinta a cuarta o tercera, si no queremos que decaiga demasiado la el motor a unas revoluciones en las que no tiene apenas fuerza, por debajo de 1.500 rpm.

Por último, el motor térmico, por su naturaleza, sólo puede girar en un sentido por tanto necesitamos un sistema en la transmisión que invierta el sentido de giro de las ruedas motrices, ya que el motor no puede girar al revés: este sistema es el de marcha atrás.

En resumen, vemos que por razones de rango de velocidad útil, fuerza y sentido de giro, el motor térmico necesita un sistema de transmisión con relación variable y marcha atrás. Es por esto que todos los vehículos que vemos circulando por las carreteras llevan, sea cual sea, su sistema de transmisión variable, bien sea variador continuo en las motos tipo ciclomotor o scooter, o cambio de relación variable escalonada manual o automático en el resto de vehículos.

renaultgroup_44014_global_en

El eléctrico, sin cambios

Pero si es un motor eléctrico el que anima un vehículo no necesitamos cambio de marchas, veamos las tres razones análogas a las que hemos descrito para el caso del térmico:

Primera que el motor eléctrico tiene un rango de velocidad de giro muy amplio, más que suficiente para cubrir el rango de velocidad de un vehículo normal sin cambiar de marcha. Si hacemos la misma cuenta que con el térmico, el motor eléctrico puede multiplicar más de doce mil veces su velocidad mínima útil, ya que esta va de  0 a 12.000 rpm. Puede sonar extraño, acostumbrados al motor térmico, decir que un motor puede funcionar bien ya a velocidad cero pero es así y, es más, enlazando con la segunda razón, estando el motor parado ya es capaz de entregar su máxima fuerza, por ello un eléctrico nunca nos va a “pedir reducir marchas” porque cuando más despacio vayamos, más fuerza tiene.

renault_66619_global_en

Como resultado de lo expuesto, un motor eléctrico podemos decir que sólo tiene una velocidad, que sería la equivalente a la quinta de los térmicos y que, además no necesita embrague ni mecanismo de marcha atrás ( se consigue mediante un inversor de corriente).

Resulta que tras más de cien años de costosa evolución de este gran invento que es el cambio de marchas, que ha llegado a rozar la perfección con los automáticos de gestión electrónica de doble embrague, llega el motor eléctrico y decide que él no necesita nada de esto. Paradojas del destino.

En Corriente Eléctrica| Cómo conducir un coche eléctrico como un profesional

 

Comentarios