Energetica 213 enero febrero 2022

Pruebas de eficiencia de cadenas cinemáticas de vehículos eléctricos: ¿cómo se hacen? De forma simplificada, la cadena cinemática de un vehículo eléctrico está formada por una batería, un inversor, un motor eléctrico y una transmisión que entrega el par a las ruedas. HBK (HOTTINGER BRÜEL & KJAER) L as baterías de alta tensión de los co- ches eléctricos son típicamente de iones de litio y trabajan en un interva- lo de 200-400 voltios en corriente continua, aunque pueden llegar hasta 600-800 voltios. Los motores eléctricos funcionan con co- rriente alterna y el inversor tiene la misión de transformar la corriente continua de la ba- tería en una corriente alterna debidamente acondicionada para el motor. Pero, además, funciona a la inversa y transforma la energía que produce el freno regenerativo para re- cargar la batería, e incluso se ocupa de ali- mentar el compresor del aire acondicionado y la batería auxiliar. Para todo ello se requiere una estrategia de control. ¿Qué quieren los ingenieros? Cuando se diseña un sistema de este tipo, los ingenieros no buscan otra cosa que maximi- zar la eficiencia en todo el ciclo de funciona- miento. O, si queremos ser más concretos, conseguir la máxima autonomía posible para el vehículo. Para ello hay dos vías com- plementarias: un diseño más inteligente del conjunto y la aplicación de una técnica de control —o electrónica de potencia— más adecuada. Si queremos optimizar las presta- ciones y la autonomía, está claro que la ba- tería, el inversor, el control y el motor deben trabajar con una buena sintonía. La misión de los técnicos e ingenieros responsables del conjunto consiste en maximizar el factor de potencia en la totalidad del sistema. El inversor El inversor es una parte muy importante del sistema, porque es donde se produce toda la conversión de potencia y el control. Un inver- sor típico tiene seis interruptores (para fun- cionamiento trifásico), que se abren y cierran según una secuencia específica, para generar corriente alterna. Esta secuencia se ejecuta con una frecuencia de conmutación normal- mente comprendida entre 9 y 25 kHz. Las fre- cuencias más altas están sujetas a las propias limitaciones físicas de los interruptores; igual- mente, se ven limitadas por el aumento de las pérdidas. En general, se utilizan interruptores consistentes en transistores IGBT o MOSFET. La elección de un tipo u otro viene determi- nada por el nivel de corriente. Los MOSFET se suelen emplear con potencias bajas, mientras que los IGBT están indicados para potencias más altas. Las frecuencias más altas permiten utilizar dispositivos pasivos más pequeños y aplicar un mayor grado de control. Por este motivo, últimamente se han destinado gran- des inversiones a los equipos con amplio in- tervalo de banda, consistentes sobre todo en dispositivos de carburo de silicio (SiC) o nitru- ro de galio (GaN). 32 ENERGÉTICA XXI · 213 · ENE/FEB 22