Híbridos y Eléctricos

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El sistema de propulsión del Tesla Semi: 1.000 V para aumentar la eficiencia y la velocidad de carga

Con el Tesla Semi, el fabricante lanza un sistema de propulsión eléctrico formado por tres motores que funcionan a 1.000 voltios lo que permite aumentar la eficiencia y la velocidad de carga de sus vehículos eléctricos.

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El “tren de potencia de mil voltios” es completamente nuevo y es directamente responsable de la “excelente eficiencia del vehículo”, dijo Elon Musk durante el evento de entrega de las primeras unidades del Tesla Semi.

El lanzamiento definitivo del Tesla Semi pone sobre la mesa la intención clara del fabricante de crear un nuevo paradigma en el transporte pesado de mercancías. También aporta nuevas soluciones tecnológicas que estarán presentes en otros vehículos que vendrán después de este camión eléctrico. Muchas de estas mejoras todavía no han sido desveladas y una de ellas es el nuevo tren de potencia de Tesla, capaz de trabajar a 1.000 voltios, lo que eleva la eficiencia y reduce los tiempos de carga.

Mencionado por Elon Musk durante la presentación del Semi, el “tren de potencia de mil voltios” es completamente nuevo y es directamente responsable de la “excelente eficiencia del vehículo”. A continuación, Tesla mostró el vídeo en el que una unidad de serie del Semi era capaz de recorrer las 500 millas (800 kilómetros) que separan Fremont de San Diego con una sola carga.

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Los sistemas eléctricos de 800 voltios ya están presentes en algunos coches eléctricos del mercado.

Sin embargo, Tesla no ofreció más detalles sobre lo que realmente significa esta cifra y si es exacta o es una aproximación. No hay por ahora información de si son exactamente 1.000 V o alrededor de 1.000 V, de si el fabricante se refería un valor nominal o punta o si es específico para el sistema de baterías o también es aplicable para los tres inversores y los tres motores que se supone que propulsan al Tesla Semi.

Sea como sea, la introducción de esta nueva tecnología supone un cambio rompedor para Tesla, que hasta ahora se ha conformado con utilizar un sistema de 400 V en sus coches eléctricos, el que implementa en el Model 3, el Model Y, el Model S y el Model X. El voltaje exacto del sistema cambia entre el 0 % y el 100 % del estado de carga de manera que es un parámetro muy notable cuando se habla de rendimiento, al igual que el voltaje de las celdas de las baterías individuales, multiplicado por el número de celdas en serie. La diferencia puede superar una cuarta parte del valor máximo, por lo que estamos hablando de un cambio de más de 200 V.

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Los voltajes elevados son sinónimo de alta eficiencia y potencia de carga.

Una tecnología en la que ya le han adelantado otros fabricantes que emplean arquitecturas de 800 voltios, como es el caso de Porsche, que la inauguró con el Taycan, los coreanos de Hyundai y Kia en el Ioniq 5 y el EV6 respectivamente, ambos basados en la plataforma E-GMP y de Rivian en la pick-up eléctrica R1T y el SUV R1S. El Lucid Air va un poco más allá con un sistema que llega hasta los 924 V en la versión de baterías de largo alcance de 22 módulos y 756 V en la versión de paquete de baterías de 18 módulos.

Esta elevación del voltaje se ha planteado en varias ocasiones como una posibilidad para elevar la eficiencia y la velocidad de carga para sus coches eléctricos de pasajeros. En el caso del Tesla Semi era algo que se daba por sentado. Los vehículos grandes, especialmente los semirremolques, requieren mucha potencia, tanto para la propulsión como para la recarga rápida. 

La ley de Ohm dice que la potencia depende directamente del voltaje y la intensidad. Si se eleva esta última es necesario aumentar el grosor de los cables lo que aumenta las pérdidas eléctricas por calor (responsable de la pérdida de eficiencia). Por el contrario, aumentar el voltaje permite reducir la sección de los cables con lo que se reducen las pérdidas además del peso y el espacio requerido.

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El Cybertruck podría ser el próximo coche eléctrico de Tesla que funciona con un sistema de 1.000 voltios.

Aplicando este simple principio a las unidades motrices de un vehículo eléctrico, que se sitúan entre las baterías y las ruedas, se mejora la eficiencia de los motores y del sistema de frenado regenerativo. Cuanto mejor sea la eficiencia, más pequeña y ligera podrá ser la batería, lo que afecta también directamente sobre el precio del vehículo (manteniendo la misma autonomía).

Pero elevar el voltaje también trae algún inconveniente. Al ser una solución más avanzada requiere componentes más costosos y robustos, y un rediseño total de las partes existentes en el sistema de alto voltaje. Pero, en general, el cambio a un nivel de voltaje más elevado es una necesidad que la industria ferroviaria ya ha experimentado. En España la red convenvional funciona a 3.300 en corriente continua. El AVE llega a 25 kV en corriente alterna monofasica. El Metro de Madrid tambien funciona en corriente continua pero a 600 V y a 1500 V en las lineas mas modernas.

El Tesla Cybertruck de 1.000 voltios

El Semi no será el único modelo de Tesla que se pase a los 1.000 voltios. El fabricante ha admitido que vendrán más vehículos con este sistema. El Cybertruck parece un candidato apropiado para él, especialmente cuando se ha confirmado que su potencia de carga será del orden de 1 MW. La pregunta que todos se hacen ahora es si esos 1.000 V acabarán también formando parte del sistema de propulsión del Model 3, el Model Y, el Model S y el Model X.

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