Eficiencia en Vehículos Eléctricos: Entendiendo Millas por kWh y qué impacta en el alcance y la eficiencia

A medida que el mundo "cambia" (juego de palabras) hacia los vehículos eléctricos (EV), comprar un EV implica más que el MSRP, los márgenes de beneficio de los concesionarios y el rendimiento del vehículo. Comprender la eficiencia es crucial para los consumidores nuevos en los vehículos eléctricos. Millas por kilovatio-hora (m/kWh) es una métrica clave para medir y evaluar la eficiencia de un vehículo eléctrico.

Millas por kilovatio-hora (kWh) es una métrica utilizada para medir la eficiencia de un vehículo eléctrico. Es el equivalente a millas por galón (mpg) para automóviles de gasolina o diésel.

Millas por kWh indica cuántas millas puede viajar un vehículo eléctrico con un solo kilovatio-hora de energía. Por ejemplo, si un vehículo eléctrico tiene una batería de 50 kWh y una clasificación de eficiencia de 3 millas por kWh, puede viajar 150 millas con una batería completamente cargada.

Al comprar un vehículo eléctrico, considerar la eficiencia es esencial por varias razones:

1. Necesidades de carga reducidas:

Una ventaja significativa de los vehículos eléctricos eficientes es la reducción de las necesidades de carga, especialmente durante los viajes por carretera.

2. Viajes de larga distancia más convenientes:

A medida que Estados Unidos continúa desarrollando su infraestructura de carga, los vehículos eléctricos eficientes pueden ayudar a minimizar las paradas de carga, haciendo que los viajes de larga distancia sean más convenientes.

Además, los vehículos con acceso a la red Supercharger de Tesla tienen una ventaja significativa, con más opciones de carga disponibles en todo el país.

Al elegir un vehículo eléctrico eficiente, los consumidores pueden disfrutar de una experiencia de conducción más fluida, una menor ansiedad por la autonomía y menores costos operativos.

Veamos cómo se comparan las cosas. A continuación se muestra un desglose de los vehículos eléctricos populares en varios segmentos y las millas por kilovatio hora asociados:

Coches pequeños

Cruces

SUV

Camionetas

Sedán de lujo

Qué afecta la eficiencia de un vehículo eléctrico (vagamente en orden de importancia):

• Aerodinámica del vehículo
• Hábitos de conducción y velocidad
• Tamaño y tipo de batería
• Clima y condiciones meteorológicas
• Peso y carga del vehículo
• Cambios de terreno y elevación
• Equipo del vehículo: p.e. Bombas de calor, tamaño de neumáticos

Profundicemos un poco más en algunos de estos:

La importancia de la aerodinámica en los vehículos eléctricos

La aerodinámica desempeña un papel fundamental en la eficiencia de los vehículos eléctricos porque afecta la cantidad de energía necesaria para impulsar el vehículo por el aire.

Cuanto más aerodinámico es un vehículo, menos energía necesita para superar la resistencia del aire, lo que significa que puede viajar más lejos con una sola carga. De hecho, los estudios han demostrado que mejorar la aerodinámica puede aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos hasta en un 10 %.

Factores que afectan la aerodinámica en los vehículos eléctricos

Varios factores contribuyen a la aerodinámica de un vehículo, entre ellos:

• Coeficiente de resistencia (Cd): Una medida de la eficiencia aerodinámica de un vehículo, donde valores más bajos indican una mejor aerodinámica.
• Área frontal: El área del vehículo que enfrenta el viento, con áreas más pequeñas que resultan en una mejor aerodinámica.
• Diseño de ruedas: Las ruedas con un diseño más aerodinámico pueden reducir la resistencia y mejorar la eficiencia.
• Forma del cuerpo: Una forma de cuerpo elegante y aerodinámica puede reducir la resistencia del aire y mejorar la aerodinámica.

Optimización de la aerodinámica en el diseño de vehículos eléctricos

Los fabricantes están utilizando varias técnicas para optimizar la aerodinámica en sus diseños de vehículos eléctricos, entre ellas:

• Dinámica de fluidos computacional (CFD): Una herramienta de simulación que ayuda a los diseñadores a optimizar la aerodinámica sin la necesidad de prototipos físicos.
• Pruebas en túnel de viento: Pruebas físicas en túneles de viento para refinar diseños aerodinámicos.
• Ruedas aerodinámicas: Ruedas diseñadas para reducir la resistencia y mejorar la eficiencia.

Ejemplos del mundo real

Varios modelos de vehículos eléctricos han demostrado una aerodinámica excepcional, entre ellos:

• Tesla Model S: Con un Cd de 0,21, el Model S tiene uno de los coeficientes de resistencia más bajos de cualquier vehículo de producción.
• Hyundai Kona Electric: Su elegante diseño y aerodinámica activa dan como resultado un Cd de 0,25.
• Lucid Air: Este sedán de lujo cuenta con un Cd de 0,21, gracias a su forma aerodinámica y ruedas aerodinámicas.

El impacto de los hábitos de conducción en la eficiencia de los vehículos eléctricos

Los hábitos de conducción pueden afectar significativamente la eficiencia de los vehículos eléctricos: algunos hábitos reducen la autonomía y otros la maximizan. Aquí hay algunos factores clave a considerar:

• Aceleración agresiva: La aceleración rápida puede reducir el alcance del EV hasta en un 10 %, ya que requiere más energía para impulsar el vehículo hacia adelante rápidamente.
• Frenado frecuente: El frenado excesivo también puede reducir el alcance, ya que convierte la energía cinética nuevamente en energía eléctrica, que luego se pierde en forma de calor.
• Avanzada y regeneración: Detenerse por inercia en lugar de frenar puede ayudar a recuperar parte de esta energía y mejorar la eficiencia, combinado con el frenado regenerativo. Muchos vehículos eléctricos le permiten conducir con un solo pedal y casi nunca usarlo. el freno real
• Conducción suave: Mantener una velocidad constante y evitar aceleraciones repentinas puede ayudar a maximizar el alcance del EV.

El impacto de la velocidad en la eficiencia de los vehículos eléctricos

La velocidad es otro factor crítico que afecta la eficiencia y el alcance de los vehículos eléctricos. Así es como las diferentes velocidades afectan el rendimiento de los vehículos eléctricos:

• Velocidades bajas (0-30 mph): Los vehículos eléctricos son más eficientes a bajas velocidades, ya que requieren menos energía para impulsar el vehículo hacia adelante.
• Velocidades medias (30-60 mph): La eficiencia sigue siendo relativamente alta a velocidades medias, pero el consumo de energía aumenta a medida que aumenta la velocidad.
• Altas velocidades (60-80 mph): La eficiencia de los vehículos eléctricos disminuye significativamente a altas velocidades, a medida que aumentan la resistencia al viento y el consumo de energía.
• Velocidades muy altas (más de 80 mph): El alcance del EV se puede reducir hasta en un 50 % a velocidades muy altas, ya que el consumo de energía se dispara.

Ejemplos del mundo real

Varios modelos de vehículos eléctricos han demostrado distintos niveles de eficiencia y autonomía según los hábitos de conducción y la velocidad:

• Tesla Model 3: Con un alcance de hasta 326 millas, el Model 3 es un excelente ejemplo de un vehículo eléctrico que sobresale a velocidades bajas y medias.
• Hyundai Kona Electric: Este crossover compacto tiene un alcance de hasta 258 millas, lo que lo hace adecuado para conducción en ciudad y velocidades moderadas en carretera.
• Porsche Taycan (Gen 1): Como vehículo eléctrico de alto rendimiento, la autonomía del Taycan se ve afectada a velocidades muy altas, pero aun así alcanza hasta 279 millas con una sola carga.

• Capacidad de la batería: cuanto mayor sea la capacidad en kWh, mayor será la distancia potencial que puede recorrer el vehículo.
• Tipo de batería: las diferentes químicas de las baterías tienen diferentes densidades de energía, lo que afecta el alcance. Las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), por ejemplo, tienen una densidad de energía menor que las baterías de óxido de cobalto, manganeso y litio (NMC). Las baterías LFP también tienden a ser más pesadas, pero tienen una vida útil mucho mayor.
• Requisitos de carga: las baterías más grandes pueden requerir tiempos de carga más largos o equipos de carga más potentes, sin embargo, generalmente también pueden aceptar más corriente con menos impacto térmico.
• Degradación de la batería: con el tiempo, la capacidad de la batería disminuye, lo que afecta el alcance y los requisitos de carga.

Conclusión

Al comprar un vehículo eléctrico, considere las millas/kWh para asegurarse de obtener el vehículo más eficiente para sus necesidades. Tenga en cuenta que la eficiencia real puede variar según varios factores, como los hábitos de conducción, el clima y la elevación. Investigue y compare diferentes modelos para encontrar el que mejor se adapte a su estilo de vida y hábitos de conducción.

Nota: Los valores de millas/kWh son aproximados y se basan en datos de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA). Están sujetos a cambios y es posible que no reflejen las condiciones de conducción del mundo real.

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