Relación batería motor auto eléctrico.

[AlanElMachote]

Buenas gente del foro.

Donde trabajo tenemos un proyecto para realizar la conversión a eléctricos de un par de autobuses. He estado investigando un poco acerca de modelos que existen en el mercado y kits de conversión y me ha entrado una enorme duda en términos generales de vehículos eléctricos.

Pongamos el ejemplo del Nissan Leaf.

Este auto utiliza un motor síncrono de 80KW y 280 Nm de torque. Sin embargo, los modelos de baterías disponibles son de ión de litio de 24 y 30 KWh.

No soy un experto en electricidad pero a lo que sé, ese motor de 80KW en una hora nos consumiría 80KWh, mientras que la batería es máximo de 30 KWh. Si nos apegamos a que el Leaf tiene una autonomía de 241 km por carga y suponiendo que vamos constantemente en una carretera a 80 km/h, quiere decir que aproximadamente cada 3 horas deberíamos cargar nuestros carrito. Aquí es donde entra mi pregunta.
¿Cómo es posible que una batería de 30 KWh puede suministrar energía durante 3 horas a un motor de 80KW, puesto que este, transcurrida una hora habría consumido 80KWh, casi el triple de la energía de nuestra batería?

De igual manera me gustaría saber si no estoy entendiendo bien el funcionamiento y existen otros aspectos a considerar. De ser posible si pudieran explicarme un poco mejor la relación que maneja la potencia del motor con el consumo de energía de las baterías se los agradecería mucho.

Agradezco de antemano por sus respuestas
Saludos!

[ma4t]

Siempre es importante definir bien los conceptos, y esto es una muestra de ello. Habitualmente cuando hablamos de la potencia de un motor de un coche, sea térmico o eléctrico, nos referimos a su potencia pico o potencia máxima que es capaz de desarrollar, cosa que sucede en unas condiciones específicas y determinadas.

En el ejemplo del Leaf, los 80kW son la potencia máxima que puede desarrollar el motor, pero no significa ni mucho menos que el motor solo pueda desarrollar esa potencia. Por una parte, esa potencia máxima solo podrá ser entregada durante unos segundos, muy probablemente por una limitación de la batería, pero igualmente, por el propio funcionamiento básico de un motor eléctrico, esta potencia no se consigue hasta llegar a una determinadas rpm del motor (que se traducen a una determinada velocidad concreta e el caso de los VE que no requieren de caja de cambios). Esto significa que, incluso acelerando a tope en un Nissan Leaf, es posible que no lleguemos a utilizar la potencia máxima del motor si nos estamos moviendo por la zona baja del velocímetro.
Volviendo al ejemplo que propones, para mantener una velocidad constante de 80km/h, no hacen falta esos 80kW de potencia, si no que muy probablemente con menos de 15kW sea posible mantener los 80 por hora. Es posible, incluso, que con un uso normal del coche, incluyendo acelerones a baja velocidad, no se lleguen a usar en ningún momento esos 80kW disponibles.

Y para controlar todo esto, existe lo que se llama electrónica de potencia, un seguido de circuitos electrónicos que tratan de controlar de distintas maneras el flujo de energía que llega al motor para controlar así la potencia que entrega.
Si por ejemplo cogemos un motorcillo de juguete y lo conectamos directamente a una fuente de tensión, como puede ser una batería, de 12V, éste empezará a girar a una potencia fija sin ningún tipo de control. Si, metemos electrónica de potencia que, por ejemplo, convierta esos 12V continuos en una tensión alterna controlando la anchura de los pulsos (lo que se le llama PWM) seremos capaces de controlar la energía que entregamos al motor, e incluso llegar a pararlo si es necesario.

Espero haber podido responder y aclarar tu duda y mucho ánimo con este proyecto de conversión de autobuses a eléctricos! A ver si nos cuentas un poco más en que consiste.

[AlanElMachote]

Siempre es importante definir bien los conceptos, y esto es una muestra de ello. Habitualmente cuando hablamos de la potencia de un motor de un coche, sea térmico o eléctrico, nos referimos a su potencia pico o potencia máxima que es capaz de desarrollar, cosa que sucede en unas condiciones específicas y determinadas.

En el ejemplo del Leaf, los 80kW son la potencia máxima que puede desarrollar el motor, pero no significa ni mucho menos que el motor solo pueda desarrollar esa potencia. Por una parte, esa potencia máxima solo podrá ser entregada durante unos segundos, muy probablemente por una limitación de la batería, pero igualmente, por el propio funcionamiento básico de un motor eléctrico, esta potencia no se consigue hasta llegar a una determinadas rpm del motor (que se traducen a una determinada velocidad concreta e el caso de los VE que no requieren de caja de cambios). Esto significa que, incluso acelerando a tope en un Nissan Leaf, es posible que no lleguemos a utilizar la potencia máxima del motor si nos estamos moviendo por la zona baja del velocímetro.
Volviendo al ejemplo que propones, para mantener una velocidad constante de 80km/h, no hacen falta esos 80kW de potencia, si no que muy probablemente con menos de 15kW sea posible mantener los 80 por hora. Es posible, incluso, que con un uso normal del coche, incluyendo acelerones a baja velocidad, no se lleguen a usar en ningún momento esos 80kW disponibles.

Y para controlar todo esto, existe lo que se llama electrónica de potencia, un seguido de circuitos electrónicos que tratan de controlar de distintas maneras el flujo de energía que llega al motor para controlar así la potencia que entrega.
Si por ejemplo cogemos un motorcillo de juguete y lo conectamos directamente a una fuente de tensión, como puede ser una batería, de 12V, éste empezará a girar a una potencia fija sin ningún tipo de control. Si, metemos electrónica de potencia que, por ejemplo, convierta esos 12V continuos en una tensión alterna controlando la anchura de los pulsos (lo que se le llama PWM) seremos capaces de controlar la energía que entregamos al motor, e incluso llegar a pararlo si es necesario.

Espero haber podido responder y aclarar tu duda y mucho ánimo con este proyecto de conversión de autobuses a eléctricos! A ver si nos cuentas un poco más en que consiste.

Me ha quedado claro, tenía un conflicto con los conceptos como usted menciona pero la explicación fue muy completa y pude resolver mi duda gracias a ello.

Veremos que tal avanza el proyecto de los camiones y si todo sale bien me gustaría compartir los resultados con ustedes.

Saludos!

[Tristán]

Gracias @ma4t, yo no lo hubiera explicado mejor. Básicamente una cosa es la potencia máxima de un motor y otra la potencia que desarrolla en un determinado momento.

@AlanElMachote, cuéntanos como sale a cosa con el proyecto del camión.

[cometas]

Un Nissan Leaf con bateria de 30kWh gasta aproximadamente  unos 194Wh/km  si circula a 110Km/h en llano.
Obtienes una autonomia de
30000Wh /194Wh/km =  154Km  marchando a 110Km/h y en llano . En realidad sera algo menos porque la bateria no tiene realmente 30kWh utiles disponibles .

En un Model 3  LR AWD de 75kWh utiles  que gasta unos 170Wh/km  si circula a 110Km/h en llano.
Obtienes una autonomia de 75000 /170 = 441 Km marchando a 110Km/h y en llano

[jim3cantos]

Ya tienes las unidades dominadas...