En un híbrido y otros vehículos eléctricos (VE), dos elementos clave trabajan juntos para gestionar la energía y recargar los circuitos. He aquí cómo estos componentes críticos -el inversor y el convertidor– trabajan en conjunto.
Tabla de contenidos
La función de un inversor
En términos generales, un inversor es un dispositivo eléctrico que convierte la electricidad procedente de una fuente de CC (corriente continua) en CA (corriente alterna) del tipo que puede utilizarse para accionar un dispositivo o aparato. En un sistema de energía solar, por ejemplo, la energía almacenada por las baterías cargadas por los paneles solares es convertida en corriente alterna estándar por el inversor, que suministra la energía a las tomas de corriente y a otros dispositivos estándar de 120 voltios.
Un inversor cumple el mismo tipo de función en un coche híbrido o EV, y la teoría de funcionamiento es relativamente sencilla. La corriente continua, procedente de una batería híbrida, por ejemplo, llega al devanado primario de un transformador dentro de la carcasa del inversor. A través de un interruptor electrónico (generalmente un conjunto de transistores semiconductores), el sentido del flujo de la corriente se invierte de forma continua y regular (la carga eléctrica entra en el devanado primario, y luego se invierte bruscamente y vuelve a salir). El flujo de entrada/salida de electricidad produce corriente alterna en el circuito del devanado secundario del transformador. En última instancia, esta electricidad de corriente alterna inducida proporciona energía a una carga de CA, por ejemplo, el motor de tracción eléctrica de un vehículo eléctrico.
Un rectificador es un dispositivo similar a un inversor, excepto que hace lo contrario, convirtiendo la energía de CA en energía de CC.
La función de un convertidor
Más propiamente llamado convertidor de tensión, este dispositivo eléctrico cambia la tensión (de CA o de CC) de una fuente de energía eléctrica. Hay dos tipos de convertidores de tensión: los convertidores elevadores (que aumentan la tensión) y los convertidores reductores (que disminuyen la tensión). El uso más común de un convertidor es tomar una fuente de tensión relativamente baja y elevarla a una tensión alta para trabajos pesados en una carga de alto consumo de energía, pero también pueden utilizarse a la inversa para reducir la tensión para una fuente de carga ligera.
Unidades tándem inversor/convertidor
Un inversor/convertidor es, como su nombre indica, una sola unidad que alberga tanto un inversor como un convertidor. Son los dispositivos que utilizan tanto los VE como los híbridos para gestionar sus sistemas de propulsión eléctrica. Junto con un controlador de carga incorporado, el inversor/convertidor suministra corriente al paquete de baterías para recargar durante frenado regenerativo, y también proporciona electricidad al motor/generador para la propulsión del vehículo. Tanto los híbridos como los vehículos eléctricos utilizan baterías de corriente continua de voltaje relativamente bajo (unos 210 voltios) para mantener un tamaño reducido, pero también suelen utilizar motores/generadores de corriente alterna de alto voltaje (unos 650 voltios). La unidad inversora/convertidora coreografía el funcionamiento conjunto de estos voltajes y tipos de corriente divergentes.
Debido al uso de transformadores y semiconductores (y a la resistencia que conlleva), estos dispositivos emiten enormes cantidades de calor. Una refrigeración y ventilación adecuadas son primordiales para mantener los componentes operativos. Por esta razón, las instalaciones de inversores/convertidores en los vehículos híbridos tienen sus propios sistemas de refrigeración, con bombas y radiadores, que son totalmente independientes del sistema de refrigeración del motor.