¿Qué es el inversor de un coche eléctrico y por qué es tan importante?

Y lo cierto es que no es del todo justo, pues el inversor es una de las partes más importantes de un coche eléctrico y puede influir directamente en aspectos tan relevantes como la autonomía, la velocidad de carga, la fiabilidad o las pérdidas de carga.

¿Qué es un inversor de corriente?

El inversor de corriente de un coche eléctrico es el que se encarga de transferir la energía de un elemento a otro. Pero no sólo eso, también sirve para transformar dicha energía en función de las necesidades del sistema. Esto lo hace modulando el voltaje y variando el tipo de corriente, que puede ser continua o alterna.

En inversor de un coche eléctrico toma la energía eléctrica de corriente continua almacenada en las baterías y la convierte en corriente alterna para alimentar el motor.

Tanto el motor como las baterías utilizan electricidad, pero lo hacen de manera diferente

Esto es necesario porque la velocidad y el par motor de un motor alimentado con corriente continua es difícil de controlar. En cambio, si dicho motor es alimentado con corriente alterna, funcionará de manera suave y progresiva en todo el rango de revoluciones.

¿Cómo funciona un inversor en un coche eléctrico?

Como hemos avanzado, tenemos por un lado una batería o conjunto de baterías y, por otro, un motor. Ambos utilizan electricidad, pero lo hacen de manera diferente. Para conseguir que ambos elementos se entiendan y trabajen juntos, tenemos el inversor.

El inversor se encarga de modificar la energía de cada uno de los elementos para que, al enviarla al otro, esta sea utilizable. Es importante recordar que dicho recorrido es bidireccional, es decir, la energía eléctrica puede ir del motor a las baterías (se cargan las baterías) de las baterías al motor (el motor utiliza la energía almacenada para mover el coche).

Esto quiere decir que el inversor debe alterar las condiciones de la energía para que esta llegue de manera óptima a uno u otro elemento para cumplir su función: impulsar el coche o cargar las baterías.

Simplificando, la electricidad de corriente continua produce una onda cuadrada muy brusca. En cambio, la electricidad de corriente alterna genera una forma senoidal más suave. Esto es importante porque los motores de los coches eléctricos necesitan tiempo para subir y bajar la fuerza. Es por eso que la corriente alterna es más adecuada para su funcionamiento.

Los motores de corriente alterna utilizados en los coches eléctricos son trifásicos, es decir, utilizan tres corrientes eléctricas separadas que se compensan entre sí en un periodo determinado de tiempo.

Esto hace que se generen un conjunto de campos magnéticos giratorios en el motor, que a su vez hacen girar el rotor. ¿Qué quiere decir esto? Que el inversor del vehículo en realidad está generando tres salidas de corriente alterna.

Además, el inversor funciona como variador de frecuencia, ya que la corriente alterna puede generarse en diferentes frecuencias. La frecuencia es la velocidad a la que el voltaje cambia de positivo a negativo, es decir, el número de veces que la mencionada onda senoidal se completa. Se mide en hertzios (Hz) y una frecuencia de 3 Hz indica que la onda se ha repetido tres veces en un segundo.

Esto es importante porque al controlar la frecuencia, controlamos la velocidad de rotación del motor.

Frenada regenerativa

Como ya hemos dicho, el inversor acciona el motor eléctrico. Pero si frenamos, dicho inversor dejará de entregar energía al motor y este dejará de funcionar.

Sin embargo, las ruedas siguen girando y fuerzan al motor a hacer lo mismo. Es en ese momento cuando el motor se convierte en un generador de energía eléctrica. Es decir, cuando aceleramos, el motor funciona como impulsor. Cuando no lo hacemos, funciona como generador.

Es en este momento cuando la energía generada por el motor es trasladada a las baterías por el inversor. De ahí que antes dijéramos que es un dispositivo bidireccional.

Este proceso, del que ya te hemos hablado anteriormente, se llama frenada regenerativa y permite cargar las baterías aprovechando la energía cinética, es decir, el movimiento de las ruedas del coche por acción de la inercia.

Además, este freno regenerativo complementa al sistema mecánico de frenos convencional, formado por los discos y pinzas de freno, etc. De ese modo, el coche emplea este sistema en menor medida y se aprovecha de la retención creada durante el proceso de recarga de la batería para reducir la velocidad del vehículo. Además, la intensidad de esta retención puede ser calibrada en la mayoría de los coches eléctricos según las necesidades del conductor.

Esto, una vez más, nos da una idea de la importancia del inversor de un vehículo eléctrico, pues su eficiencia influirá no sólo en las prestaciones y la conducción, sino también en la autonomía del mismo.

¿Inversor de 400 o de 800 V?

Poco a poco, los inversores de 800 V están llegando al mercado de los coches eléctricos. Porsche fue la primera marca en utilizarlo en el Taycan y Audi también lo ha hecho en el e-tron GT. Después han llegado el Hyundai Ioniq 5 y el KIA EV6 con este tipo de inversor.

Esta tecnología guarda relación directa con la recarga, pues los inversores de 800 V se asocian a la carga ultrarrápida. Esto se debe a que en este tipo de inversores se utilizan cables más finos de carburo de silicio, lo que genera menos pérdidas de calor y un mejor flujo de electricidad.

Esto, a su vez, permite una reducción del tamaño del sistema de refrigeración del vehículo, lo que redunda en un aumento del espacio y las prestaciones, así como una reducción del peso.

En la práctica, un sistema de 800 V permite recargas del 80% en sólo 20 minutos, lo que sin duda supone un gran punto a favor para los vehículos que lo utilizan.