Almacenamiento de energía en baterías gravitacionales

 

Almacenamiento de energía en baterías gravitacionales

 Las baterías gravitacionales son una solución innovadora de almacenamiento a gran escala. China ha apostado por ellas para estabilizar su red eléctrica y almacenar los excedentes de energía renovable (como la solar o eólica). Funcionan bajo un principio muy sencillo: la energía potencial.

Carga: Cuando hay un exceso de energía en la red, se utiliza para elevar bloques de hormigón gigantescos a gran altura mediante grúas controladas por computadora.

Descarga: Cuando la demanda de electricidad aumenta, los bloques se dejan descender lentamente, impulsando turbinas que generan energía de vuelta a la red.

 Un ejemplo destacado de esta tecnología en el país asiático es la torre comercial desarrollada por la empresa Energy Vault.  Se trata de una estructura de 148 metros de altura con una capacidad de almacenamiento de hasta 100 MWh.

 

 El sistema de almacenamiento de energía por gravedad EVx de 25 MW/100 MWh (GESS) es un proyecto en Rudong, en las afueras de Shanghái. El  EVx  se encuentra en construcción junto a un parque eólico  conectado  la red eléctrica nacional. Su objetivo es complementar y equilibrar la red eléctrica china mediante el suministro de energía renovable a la Corporación Estatal de la Red Eléctrica de China (SGCC).

 

Beneficios:

Este tipo de baterías presentan enormes ventajas frente a las de iones de litio tradicionales:

Cero degradación: No pierden capacidad con el paso del tiempo ni necesitan materiales escasos.

Gran vida útil: Los bloques de hormigón se pueden subir y bajar miles de veces durante décadas sin perder eficiencia.

Cero materiales tóxicos: No dependen de la extracción de litio, cobalto ni otras tierras raras.

Sostenibilidad: Permiten aprovechar al máximo los parques eólicos y solares sin desperdiciar los picos de producción.

 

Usos y Proyectos

A gran escala: No existen baterías de gravedad para uso doméstico; están diseñadas para equilibrar redes eléctricas enteras. Un ejemplo son los rascacielos mecánicos y pozos mineros impulsados por empresas como Energy Vault o Gravitricity.

 

Antecedentes

Centrales hidroeléctricas de bombeo: Son la "batería gravitacional" original, donde en lugar de bloques sólidos se bombea agua a un depósito elevado para luego hacerla pasar por turbinas cuando se requiere energía. Una central hidroeléctrica de bombeo, o reversible, es una instalación que genera y almacena electricidad a gran escala utilizando dos embalses a distinta altura. Funciona como una "batería gigante": bombea agua al embalse superior usando excedentes de energía y la turbina para generar electricidad en picos de demanda

 

La única central hidroeléctrica de bombeo (reversible) se encuentra en la provincia de Córdoba (Argentina), es el Complejo Hidroeléctrico Río Grande. Ubicada en el  Valle de Calamuchita, aproximadamente a 130 km al sur de la ciudad de Córdoba. Con una potencia instalada de  750 MW.  Utiliza dos embalses ubicados a distintas alturas. El agua se bombea desde el embalse inferior (Arroyo Corto) hacia el superior (Cerro Pelado) durante las horas de menor demanda. Durante los picos de consumo, el agua desciende a través de 4 turbinas Francis reversibles para generar.

  

Tipos de baterías de gravedad

Una batería de gravedad utiliza una estructura muy alta con una masa pesada. Esta estructura alta se puede construir sobre el suelo, como un edificio alto o una torre, o se puede perforar un agujero en la superficie de la tierra hasta una cierta profundidad necesaria para que la batería cumpla con las especificaciones. A continuación se muestra  algunas de las baterías de gravedad que se están desarrollando, según el fabricante.

 Energy Vault

El sistema totalmente mecánico de Energy Vault, con sede en Suiza, utiliza el apilado y desapilado automático de bloques de hormigón que pesan hasta 35 toneladas; todo colocado en un área abierta con una grúa de 120 metros de altura y seis brazos. La empresa afirma que la instalación es modular con rangos de capacidad de almacenamiento de 20 a 80 MWh; y una descarga de energía continua de 4 a 8 MW durante 8 a 16 horas.

 

 Gravitricity  (India)

La unidad de batería de gravedad de Gravitricity  consta de un cabrestante o generador eléctrico convertible, cables, un gran peso y un pozo vertical que va de 150 a 1500 metros bajo tierra. El cabrestante eléctrico levanta un peso de 500 a 5000 toneladas hasta la parte superior del pozo. Cuando se baja el peso, gira el cabrestante eléctrico  para generar energía. La empresa afirma que cada unidad puede producir entre 1 y 20 MW de potencia máxima, con una duración de salida de 15 minutos a 8 horas.

 New Energy Let’s Go (China e India)

Utiliza una combinación de pesas y agua. Bombas eléctricas e hidráulicas levantan una gran masa rocosa que descansa sobre un pistón móvil para almacenar energía.

Para liberar energía, el agua que se encuentra bajo la alta presión de la masa rocosa, se envía a una turbina y a un generador. La capacidad de almacenamiento de energía reclamada estaría entre 1 y 10 GWh.

 

 Gravity Power (California)

El enfoque Gravity Power también usa agua, con un pistón grande suspendido en un eje profundo lleno de agua, junto con sellos deslizantes para evitar fugas alrededor del pistón y una tubería de retorno que se conecta a una bomba-turbina a nivel del suelo. El eje se llena con agua solo una vez al comienzo de la operación, luego se sella y no se requiere agua adicional.

 Para almacenamiento, la energía impulsa la bomba del motor/generador para empujar el agua hacia abajo por la tubería de retorno y hacia el eje, levantando el pistón. Para producir electricidad, el pistón cae, obligando al agua a descender por el eje de almacenamiento, subir por la tubería de retorno y a través de la turbina, para hacer girar el motor/generador. La compañía dice que se pueden almacenar cientos de megavatios-hora por eje.

 

 Ventajas de las baterías de gravedad

 Rendimiento en un segundo: Una consideración importante en estos diseños es que son capaces de alcanzar el máximo rendimiento en aproximadamente un segundo. Eso es muy útil para muchas aplicaciones de red donde la fuente y la carga son impredecibles.

 Precio y eficiencia: El precio de las baterías de gravedad varía según el diseño. Por ejemplo: El sistema de batería de gravedad propuesto por Energy Vault oscila entre 6 y 8 millones en precio de construcción; pero tiene un LCOS (Levelized Cost of Storage o Costo Nivelado de Almacenamiento) de 0,05 €/kWh y una eficiencia de ida y vuelta de 88 a 92%. Esto es un 50% más económico en comparación con el LCOS de las baterías de litio, que cuesta entre 0,24 €/kWh y 0,33 €/kWh.

 Pueden ubicarse en la mayor parte de lugares: A diferencia de la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo, los paneles solares y las turbinas eólicas, que solo pueden operar bajo ciertas condiciones o en ciertas áreas.

 Reduce los impactos ambientales: Las baterías de gravedad están diseñadas para combinarse con soluciones de energía renovable cuyas fuentes (luz solar, viento, etc.) son frecuentemente variables y no necesariamente coinciden con la demanda. Se espera que tengan menos problemas ambientales que otras soluciones de almacenamiento tradicionales, como el almacenamiento de agua bombeada.

 Inconvenientes de las baterías de gravedad

Cada una de las  opciones anteriores  tiene compensaciones interesantes en tamaño, problemas de ubicación, complejidad, precio, confiabilidad potencial y capacidad; pero también preocupaciones por la seguridad. Este último concepto que se está teniendo en la creación de los nuevos prototipos. La seguridad se tiene en cuenta  para controlar el riesgo mecánico que supone manipular masas enormes (bloques de hormigón de decenas de toneladas) a grandes alturas.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                         2026.-

 

 

 

 

 

 

 

Crean corredor de electromovilidad con cargadores cada 45 Km em Minas Gerais - Brasil

  

EPR TRIANGLE y  BYD CREAN CORREDOR DE ELECTROMOBILIDAD CON CARGADORES CADA 45 KM EN MINAS GERAIS - Brasil

 BYD  y  EPR Triângulo* avanzan juntos en la expansión de la movilidad eléctrica en Brasil, en general, y  Minas Gerais , en particular,  con la creación de un nuevo corredor de electromovilidad en el Triângulo Mineiro y Alto Paranaíba. La asociación ofrece ahora seis cargadores rápidos de 60 kW, instalados en puntos estratégicos de las autopistas gestionadas por el concesionario, con un equipo cada 45 kilómetros en los tramos contemplados por el proyecto.

La iniciativa combina la experiencia de EPR Triângulo en la operación de una de las principales redes de carreteras de la región con el rendimiento de BYD en movilidad electrificada y soluciones energéticas. El objetivo es ampliar la infraestructura de carga disponible para los conductores y crear condiciones para que los vehículos eléctricos puedan realizar desplazamientos de media y larga distancia con más autonomía y seguridad.

El equipo se instala en seis bases de servicio operativas (BSO) del triángulo EPR y puede ser utilizado por vehículos híbridos eléctricos y enchufables de cualquier marca. Cada cargador le permite servir dos vehículos simultáneamente, sumando hasta 12 puntos de carga disponibles para los usuarios.

“Las autopistas juegan un papel estratégico en la transición hacia una movilidad más sostenible. Iniciamos este movimiento dentro de nuestra propia operación, electrificando completamente la flota liviana del concesionario y validando esta tecnología en el día a día. Ahora, junto con BYD, también hemos expandido esta infraestructura a los usuarios y hemos ayudado a crear un entorno cada vez más favorable para la adopción de la movilidad eléctrica”, dijo Alejandro Radice, director ejecutivo de EPR Triângulo.

 

 A medida que los vehículos electrificados ganan espacio en las ciudades, el siguiente paso es hacer que avancen en las carreteras también. Para BYD, la ampliación de la red de recarga en las autopistas es fundamental para dar más confianza al conductor y transformar la electromovilidad en una opción viable para rutas cada vez más largas.

“Ampliar la movilidad eléctrica en Brasil significa observar las necesidades del conductor. Por un lado, necesitamos vehículos cada vez más eficientes y tecnológicos. Por otro, desde una red de recarga que da confianza para que estos vehículos puedan moverse por distancias cada vez mayores. BYD ya cuenta con más de 150 cargadores rápidos en todo el país, y queremos seguir ampliando esta infraestructura y conectar nuevos destinos. 

Esta asociación con EPR Triângulo muestra cómo la unión entre tecnología e infraestructura puede acelerar esta transformación”, dice Alexandre Baldy, Vicepresidente Senior y Jefe de Comercial y Auto de BYD Brasil.

Seis puntos de carga estratégicos

Los cargadores se distribuyen en seis bases de servicio operativo del triángulo EPR

• BSO-01 – BR-452, km 258+150 – Perdizes
• BSO-02 – BR-365, km 481+930 – Patrocinio
• BSO-03 – CMG-452, km 155+500 – Uberlândia
• BSO-04 – BR-365, km 551+655 – Estrella del Sur
• BSO-05 – LMG-798, km 28+100 – Uberaba
• BSO-06 – MG-427, km 53+170 – Conceição das Alagoas

Para hacer la experiencia más sencilla también en el momento de la recarga, la operación y el pago se pueden realizar directamente por la aplicación Tupi Recharge. Aquellos que ya utilizan BYD Recharge también pueden acceder a los puntos a través de la app de la marca, integrando la recarga de carretera a la experiencia digital que ya acompaña a los clientes de BYD.

Tecnología probada en la propia operación

La nueva infraestructura llega al público después de que ya se haya utilizado en la operación del propio EPR Triângulo. A finales de 2025, el concesionario completó la sustitución del 100% de su flota operativa por 39 vehículos eléctricos BYD, utilizados diariamente en actividades de inspección y soporte al usuario.

Los vehículos circulan por autopistas las 24 horas del día, los siete días de la semana, y pueden superar los 15 mil kilómetros rodados al mes. La experiencia permitió evaluar la tecnología de recarga en condiciones reales de uso antes de la expansión de la infraestructura a los conductores.

 

La infraestructura rastrea el crecimiento de los electrificados

El nuevo corredor se inaugura en un momento de expansión acelerada de la movilidad electrificada en el país. Según la Asociación Brasileña de Vehículos Eléctricos (ABVE), los vehículos ligeros electrificados alcanzaron un 18% de participación en las ventas en junio y el 16% en el primer semestre acumulado de 2026, más del doble de la participación registrada en el mismo período del año anterior.

Con el crecimiento de la flota, BYD y EPR Triangle refuerzan la importancia de ampliar la infraestructura de carga también en los principales corredores de carretera, llevando la electromovilidad de la rutina de quienes viajan entre diferentes ciudades y regiones.

Con la electrificación de su red vial, EPR Triângulo reafirma su compromiso con la descarbonización de sus operaciones y con una movilidad más sostenible. Se estima que el nuevo corredor eléctrico contribuirá a una reducción anual de las emisiones de CO2 de entre 600 y 1.000 toneladas.

 

*EPR Triángulo

El EPR Triângulo se encarga de la administración de 627,4 kilómetros de autopistas que conectan 16 municipios de la comarca del Triângulo Mineiro y Alto Paranaíba. BR-365, BR-452, MGC-452, LMG-462, LMG-782, LMG-798, LMG-812, MG-190 y MG-427 están bajo su gestión. La concesionaria tiene como mayor compromiso la seguridad vial y apuesta por la modernización y mantenimiento de las carreteras que gestiona, ofreciendo servicios esenciales a los usuarios, como la prehospitalaria y la ayuda mecánica, entre otros. EPR Triângulo forma parte del Grupo EPR, una plataforma de inversiones en concesiones de autopistas y movilidad.

BYD
Comunicación FSB

 

Original en:  https://obrasilsobrerodas.blogspot.com/2026/08/epr-triangulo-e-byd-criam-corredor-de.html?

 

Movilidad eléctrica: cómo funciona el sensor resolver

 

Movilidad eléctrica: cómo funciona el sensor  resolver

Un resolver es un sensor electromecánico rotatorio analógico, utilizado para medir con gran precisión la posición angular y la velocidad de un eje giratorio, comúnmente en servomotores, maquinaria industrial y tracción eléctrica. A diferencia de los encoders digitales, el resolver es extremadamente robusto, funcionando mediante bobinas que operan en ambientes hostiles de alta temperatura, vibración o radiación.

 

   Resolver y encoder son dispositivos importantes para medir la posición angular dentro de los servomotores. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas, por lo que es importante seleccionar el dispositivo adecuado para la aplicación específica.

En general, los encoders son más precisos y rápidos, mientras que los resolvers son más resistentes a las condiciones adversas.

 

Funcionamiento del resolver

El resolver es un tipo especial de transformador rotatorio que consta de un rotor y un estator cilíndricos. Tanto el rotor como el estator se fabrican con laminaciones multiranura y dos conjuntos de bobinados. Los bobinados se diseñan y distribuyen normalmente en la laminación ranurada con un patrón de paso constante y espiras variables o con un patrón de paso variable y espiras variables. En ambos casos, la distribución de los bobinados sigue un patrón sinusoidal.

 

Los devanados de un resolver de velocidad única generan una curva sinusoidal y una curva cosenoidal completas en una revolución mecánica, mientras que los devanados de un resolver de velocidad múltiple generan múltiples curvas sinusoidales y cosenoidales en una revolución mecánica. Si bien la velocidad única proporciona retroalimentación absoluta y la velocidad múltiple no, esta última ofrece mayor precisión. El número de velocidades disponibles está limitado por el tamaño del resolver. Los dos conjuntos de devanados están ubicados en las láminas a 90 grados entre sí.

 La supervisión y el control electrónico de sistemas mecánicos como motores industriales, servos, robótica y trenes de potencia vehicular son importantes para una mayor eficiencia, fiabilidad y seguridad. Sin embargo, el control efectivo requiere determinar la rotación angular y velocidad con alta precisión, lo cual es un desafío debido al entorno eléctricamente ruidoso e irregular. La solución se encuentra en un resolver compatible con un convertidor de resolver a digital (R/D) preciso y amplificadores operacionales.

 El resolver es un dispositivo electromecánico que convierte el movimiento mecánico en una señal electrónica analógica. Es esencialmente un transformador rotativo con una salida de voltaje de CA que sigue la posición angular del eje. Los dos elementos del resolver son un solo rotor bobinado que gira dentro del estátor fijo. El bobinado primario del resolver reside en el estátor y el bobinado secundario reside en el rotor (Figura 1).

Identificación de los Conductores Un resolver típico de 6 hilos se conecta de la siguiente manera:

Excitación (R1, R2 / Exc+, Exc-): Es el primario. Se conecta a la señal de referencia de alta frecuencia (generalmente CA) desde el drive.

Seno (S1, S3 / Sin+, Sin-): Bobinado secundario. Proporciona la señal de retroalimentación de seno.

Coseno (S2, S4 / Cos+, Cos-): Bobinado secundario. Proporciona la señal de retroalimentación de coseno

La mayoría de los voltajes del resolver están especificados entre 2 voltios RMS y 40 voltios RMS, con frecuencias de 50 hertz (Hz) a 20 kilohertz (kHz). La relación de transformación entre la amplitud de la señal del devanado primario y secundario está entre 0.2 voltios/voltio (V/V) y 1 V/V.

En general, un resolver de alto rendimiento requiere altos voltajes de entrada, que a su vez requieren una electrónica de mayor potencia para cumplir con un rango de salida alto y condiciones de velocidad de respuesta más rápidas. Las precisiones angulares varían de 5 minutos de arco a 0.5 minutos de arco, donde hay 60 minutos de arco en un grado y 60 segundos de arco en un minuto de arco.

En la Figura 1, la excitación del voltaje de referencia de CA (V_R = E₀SIN(wt)) para el devanado del rotor está entre R1 y R2. La magnitud del voltaje inducido en cualquier devanado del estátor es proporcional al seno del ángulo θ, entre el eje de la bobina del rotor y el eje de la bobina del estátor. Con un voltaje de referencia CA del rotor de E₀ sinωt, los voltajes de salida del terminal del estátor son:

R1 – R2 = E₀ sinωt                                                                                Eq. 1

S3 – S1 = T x E₀ sinωt x sin θ                                                               Eq. 2

S2 – S4 = T x E₀ sinωt x sin(θ + 90°) = T x E₀ sinωt x cosθ               Eq. 3

Las dos señales de salida del estator son el ángulo del eje modulado por el seno y el coseno. Una representación gráfica de la señal sinusoidal de excitación, con una amplitud máxima de 90° y 270° y las señales de salida de seno y coseno con una amplitud máxima de 0° y 180° (Figura 2).

 

 Interesante video en:

https://youtu.be/K1175iFX_JE?si=r6IrrEJ8gczkH7Rj

Ejemplo de aplicación en motores del powertrain de  BYD, Renault, Toyota

El resolver, en particular junto con el servocontrolador, es de vital importancia para el motor eléctrico. En términos sencillos, se puede afirmar que el resolver genera la base de datos sobre la cual se determina la posición del servomotor. 

 Se establece una comunicación permanente entre el resolver y el controlador. Gracias al resolver, el servocontrolador conoce la posición y la velocidad del rotor en cada milisegundo. De este modo, el servocontrolador puede accionar el servomotor con precisión. Esto resulta especialmente importante en numerosos procesos que requieren cambios dinámicos de velocidad y posición. Algunas marcas que utilizan resolver en sus motores son:

Vehículos Eléctricos: La mayoría de los vehículos eléctricos actuales de marcas como BYD,Toyota, Tesla, Nissan, Chevrolet y Hyundai emplean motores síncronos de imanes permanentes que requieren resolvers para la retroalimentación de la posición del rotor.

Híbridos (HEV) y Enchufables (PHEV): Vehículos como el Toyota Prius, Ford Fusion Hybrid y otros modelos con motores de tracción eléctrica utilizan resolvers por su alta fiabilidad y resistencia a condiciones extremas de temperatura.

Camiones y Maquinaria Eléctrica: Vehículos pesados que requieren motores eléctricos con un control de precisión y alta robustez utilizan resolvers en lugar de sensores Hall.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2026.-

 

 

 

Incidencia de la eficiencia del tipo de motor en la autonomía de un vehículo eléctrico

 

Incidencia de la eficiencia del tipo de motor en la autonomía de un vehículo eléctrico

 Veinte años atrás cuando despuntaba la electrificación masiva de la planta motriz de los vehículos, la tecnología de las baterías de litio era incipiente. Altos valores del costo del Kw-h y relativamente bajas densidades de potencia Kw/kg ó Kw/m3 de las baterías limitaba el alcance de conducción. Entonces la clave para obtener mayor autonomía para un diseño motor – batería dado era que el sistema de motorización (motor + inverter)  fuera lo más eficiente posible, es decir que se aprovechara al máximo la energía disponible en baterías. Para ello, se probaron todo tipo de motores  sin importar el costo del mismo. 

 

En la actualidad la tecnología de las baterías se ha desarrollado de manera sólida y sostenida alcanzando costos en $/kw-h sensiblemente menores y  densidades Kw-h/kg mucho mayores. Por otro lado, se puede decir sin lugar a error, que la motorización comercial quedó circunscripta a motores asincrónicos y sincronicos de imanes permanentes.

 Este artículo pretende establecer cuanto se justifica la utilización de uno u otro tipo de motor para aumentar la autonomía ya que hoy disponemos de una tecnología de baterías de mayores prestaciones.

 Recordamos algunas consideraciones

Los accionamientos de tracción  necesitan operar de la manera más eficiente posible para maximizar la autonomía de conducción de los vehículos. El medio más frecuente para evaluar la eficiencia energética de los vehículos es examinar su rendimiento a través de  ciclos de conducción y de los mapas de eficiencia motor-inverter.

Un ciclo de conducción es un perfil representativo de la velocidad del vehículo en función del tiempo bajo diferentes circunstancias, que representa una forma típica de conducir en una ciudad y/o autopista. Estos ciclos de manejo tienen una gran importancia, entre otros fines, para planear adecuadamente el desarrollo de alguna ciudad, en el desarrollo de tecnología para los nuevos automóviles, en la validación de modelos que predicen el comportamiento de los vehículos en la vía pública y rutas.

Un mapa de eficiencia de una máquina eléctrica/controlador describe las diferentes curvas o zonas de eficiencia. La misma se obtiene en función de los parámetros constructivos del motor, principalmente. La eficiencia de las máquinas eléctricas es normalmente inferior a la del  inversor y muestra una mayor variabilidad con el punto de funcionamiento y el tipo de máquina.

La figura siguiente muestra las múltiples  razones por las cuales la eficiencia no es constante en una máquina de tracción. La frecuencia de alimentación y la velocidad de rotación modifica de manera sustancial las pérdidas y con ello el rendimiento.

 

 Con  un programa de computación adecuado es posible aplicar el modelo matemático de la maquina eléctrica/controlador para realizar una simulación digital del comportamiento del sistema ante determinadas condiciones de operación. Entonces se realizan las simulaciones en Matlab, Scilab u otro programa para conocer la potencia P, el par T, la velocidad angular ω  requeridas al motor eléctrico a partir de un rango de solicitaciones.

 Del mapeo de los puntos de operación del motor en función del ciclo de conducción se obtienen datos que deben compararse cuidadosamente con el mapa de eficiencia del motor. De manera de  cotejar en que región el  motor  opera con más frecuencia (dato que se obtiene del gráfico, puntos de operación de acuerdo al ciclo de conducción) y cuál es  la eficiencia en esos puntos (datos que se obtienen de  las curvas de eficiencia motor-controlador). En consecuencia, para mejorar la eficiencia de un vehículo para un determinado ciclo de conducción, la máxima eficiencia del motor debe diseñarse para cubrir su área de trabajo habitual.

 

Eficiencia y costo de motores

Motor trifásico de inducción. Características

Presenta pérdidas adicionales en el rotor debido a las corrientes inducidas. Su eficiencia disminuye más cuando trabaja con baja carga mecánica (baja velocidad). Eficiencia típica Máxima: 94–96 %  -  Promedio durante la conducción: 88–91 %

 

Motor síncrono de imanes permanentes. Características

Tiene mayor par por kilogramo de masa. Mantiene una eficiencia elevada en un amplio rango de velocidades y cargas. Eficiencia típica Máxima: 96–98 %  -  Promedio durante la conducción: 93–96 %

 En términos generales, el motor síncrono de imanes permanentes ofrece una eficiencia promedio entre 3 y 5 puntos porcentuales superior a la de un motor de inducción equivalente, especialmente en condiciones de conducción urbana y cargas parciales.

 Costo

 Tomemos como ejemplo un motor de 100 kW (≈134 HP) de potencia:

 ¿Por qué el sincronico de imanes permanentes es más costoso?

Justamente por los imanes, ellos son de neodimio-hierro-boro (NdFeB). Algunos diseños también se utilizan disprosio o terbio para mejorar el desempeño a altas temperaturas. El estator de ambos motores (Sincro – Asincro) son similares.

Estos materiales son onerosos y su precio depende del mercado de las tierras raras.

En cambio, el motor de inducción  no utiliza imanes, su rotor es una "jaula de ardilla" de aluminio o cobre, mucho más económica de fabricar pero requiere una mayor corriente para producir el mismo par.

 

Análisis entre la eficiencia de la motorización y la autonomía

Para calcular la autonomía estimada del vehículo, primero debemos proyectar cuánta de la energía almacenada en la batería llega finalmente a las ruedas a través de cada tipo de motor. A continuación, realizaremos el cálculo utilizando, por ejemplo, una batería de 60 Kw-h bajo un ciclo de conducción promedio (combinación de ciudad y autopista).

 Previamente fijamos los valores de las siguientes variables:

Datos de diseño y prueba

Capacidad de la batería: 60  kWh (Capacidad neta útil)

Demanda de potencia promedio en las ruedas: 15  kW (Consumo típico para mantener un auto mediano a velocidad constante en ciclo mixto).

Velocidad promedio del ciclo: 60  km/h.

Eficiencia combinada de los otros componentes:

Batería    ηbat: 95%

Inversor  ηinv: 97%

Transmisión/Reductor   ηtrans: 97%

Eficiencia  combinada: 0.95 * 0.97 * 0.97  = 89.38

 

A: Motor Asincrónico de Inducción (ASM)

Eficiencia promedio del motor (ciclo mixto): 88 % (Debido a mayores pérdidas por disipación de calor en entornos urbanos de paradas y arranques).

 .- Calculo de la eficiencia global del tren motriz

ηglobal asm =0.8938 * 0.88=0.7865  es decir 78.65%

 .- Calculo de la energía real disponible en las ruedas

Energía ruedas =  60 kWh * 0.7865= 47.19  kWh

 .- Calculo del tiempo de conducción y la autonomía

Tiempo de viaje = 47.19  kWh / 15 kW =  3.146 hs

Autonomía ASM = 3.146 h  *  60  km/h  =  188.8  km

 

B: Motor Sincrónico de Imanes Permanentes (PMSM)

Eficiencia promedio del motor (ciclo mixto): 94 % (Mantiene un rendimiento óptimo principalmente a bajas velocidades).

 .- Calculo de  la eficiencia global del tren motriz

 ηPMSM = 0.8938 *  0.94 = 0.8402   es decir  84.02%

 .- Calculo de la energía real disponible en las ruedas

Energía ruedas =  60 kWh *  0.8402 =  50.41  kWh

 .- Calculo del tiempo de conducción y la autonomía

Tiempo de  viaje = 50.41  kWh / 15  kW = 3.361 horas

Autonomía PMSM = 3.361 h  *  60 km/h  =  201.7  km

 

  Con exactamente la misma batería de 60 kWh, el motor de imanes permanentes (PMSM) alcanza casi 13 kilómetros extra de autonomía en este ciclo mixto. Esto explica por qué la mayoría de los vehículos eléctricos modernos enfocados en la eficiencia urbana eligen la tecnología PMSM, mientras que los motores asincrónicos a menudo se reservan como un segundo motor para altas velocidades o tracción integral temporal.

  Comparación económica aproximada

El precio estimado en el mercado mayorista y de conversión para motores de vehículos eléctricos con una potencia de 60 kW nominales, por ejemplo, varía según la tecnología:

 •          Motor Síncrono de Imanes Permanentes (PMSM): Su rango aproximado oscila entre u$s 1,500  y  u$s 3,500  solo por el motor, o entre u$s 2,500  y  u$s 4,500  si se adquiere en un kit que incluye su respectivo inversor/controlador.

 •          Motor Asincrónico (ASM): Su rango estimado es inferior, situándose entre      u$s 900  y  u$s  2,200 por el motor solo, y aproximadamente de u$s 1,800  a  u$s 3,200 con el kit de control.

 De todo este análisis teórico tenemos que existe una diferencia de autonomía de 12,9 Km  entre motores y una diferencia de costo entre los mismos,  promedio, de 1000 u$s.

Con 1000 u$s se pueden adquirir aproximadamente entre 6.5 kWh y 9 kWh de baterías de litio a precios actuales de mercado internacional. El costo promedio global de las celdas y paquetes de litio ronda los $108 a $151 dólares por kWh, aunque los equipos armados y con BMS integrado varían según el formato. Y con una batería de 6.5 kWh se puede recorrer aproximadamente 50 - 60 Km, mientras que con 9 kWh se obtienen  entre 90 - 100 km, dependiendo de cómo se conduzca.

 

 Conclusión

Hoy en día, por los valores y las ofertas tecnológicas del mercado que se maneja, la transformación de vehículo de combustión a eléctrico necesita de una evaluación no solo técnica sino  también económica, afinada. Por otro lado, y esta es una opinión propia que no necesariamente debe ser compartida, el motor asincrónico es de una sencillez insuperable que puede ayudar a bajar su costo por sobre otro tipo de motores.

Compensando su menor eficiencia con apenas un poco más de batería (Kwh), para la misma autonomía.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2026.-