La autonomía de los vehículos eléctricos mejora gracias a la Politécnica

Un proyecto desarrollado en la Escuela Politécnica Superior de Zamora de la Universidad de Salamanca propone un mejor sistema de calefacción para coches eléctricos. Los motores de estos vehículos son muy eficientes, pero cuando se conecta la calefacción mediante resistencias eléctricas, pierden mucha energía y, por lo tanto, baja rápidamente la carga de la batería, disminuyendo así la autonomía del automóvil. El nuevo prototipo reduce notablemente este problema.

Los ingenieros no se habían enfrentado a este reto antes de la irrupción de los vehículos eléctricos, ya que los coches convencionales, propulsados con motores térmicos, despilfarran mucha energía en forma de calor y una parte la redirigen al sistema de calefacción.

De hecho, la eficiencia de los vehículos con motores térmicos, que son los habituales, es muy pequeña, ya que aprovechan tan sólo en torno a entre el 20 y el 30% de la energía que consumen. “El rendimiento que da un coche con el motor arrancado parado en un semáforo es cero, porque no se obtiene de él ninguna energía útil pero sigue consumiendo combustible”, comenta Juan Ramón Muñoz Rico, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica y responsable de este proyecto.

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En cambio, en los vehículos eléctricos el rendimiento está en el entorno del 95% o más, de manera que pierden muy poca energía. Esta eficiencia tan alta es muy positiva, pero condiciona la utilización de la calefacción, ya que toda la energía empleada ha de salir de la batería y esto provoca una disminución de la autonomía del vehículo.

En concreto, salvo en algunos modelos, muy pocos hasta el momento, para calefactar se viene empleando una resistencia que aumenta el consumo de electricidad. Aproximadamente, aunque los números pueden variar mucho en función del uso, en un vehículo que tuviera una autonomía de 200 kilómetros, ésta quedaría reducida a 135 kilómetros, un descenso muy importante.

Sin embargo, todos los vehículos eléctricos cuentan también con un sistema de aire acondicionado, así que es factible “introducir una válvula de cuatro vías que invierta el sentido de la circulación del fluido refrigerante y que haga que los sistemas funcionen justo al revés”, explica el investigador.

De hecho, es el procedimiento que emplean los equipos de aire acondicionado que se instalan en las viviendas que incluyen la función de dar calor. Por eso, la idea de Juan Ramón Muñoz Rico es totalmente viable. Introducir esta innovación supone invertir los papeles de dos de sus elementos, el evaporador y el condensador, de manera que el sistema de aire acondicionado se convierte en una bomba de calor.

Un sistema económico

Además de la válvula de cuatro vías, un dispositivo muy barato que se puede adquirir por apenas 20 euros, sólo es necesario disponer de intercambiadores de calor que puedan responder a las dos configuraciones. Por lo tanto, incorporar esta innovación resultaría bastante económico.
El investigador ha construido un prototipo con los elementos habituales de un vehículo y ha realizado los cálculos oportunos. Un automóvil que con la resistencia eléctrica pierde unos 60 kilómetros de autonomía reduciría esa disminución a sólo unos 15 o 20 con la bomba de calor, dependiendo de su eficiencia.

Este proyecto se enmarca en la convocatoria Prueba de Concepto de la Fundación General de la Universidad de Salamanca, dentro del programa TCUE de la Junta de Castilla y León cofinanciado con fondos FEDER.

Una apuesta de futuro

El sistema aún se puede seguir perfeccionando. “Por ejemplo, podemos pensar en mejorar el confort, haciendo que el sistema de calefacción llegue a los asientos. Hay muchas puertas abiertas, todo pasa por investigar”, declara Juan Ramón Muñoz Rico.
En cualquier caso, la solución que propone parece óptima. “En el futuro, la calefacción de los vehículos eléctricos va a pasar por aquí, salvo que se desarrollen alternativas que de momento sólo son incipientes”, comenta. De hecho, hasta ahora las propuestas que están implementando algunas marcas comerciales se basan en sistemas más complejos.