Los vehículos eléctricos actuales, al menos en su mayoría, tienen el inconveniente de poseer una autonomía que limita su masificación en los mercados. 160 kilómetros en la mayor parte de vehículos, con honrosas excepciones como el costoso Tesla Model S que ha homologado unos decentes 430 kilómetros por carga, parecen insuficientes para el consumidor medio, a pesar de que para nuestros trayectos habituales, como desplazarse al puesto de trabajo, sea más que suficiente. A pesar de ello, la desconfianza en ésta nueva tecnología, su desconocimiento por las masas, la falta de puntos de recarga especializados o la citada autonomía son algunos de los factores que más están influyendo para que no terminen de explotar en número de ventas.
Sin embargo, los coches eléctricos se caracterizan por ser máquinas de alta eficiencia, que aprovechan en un porcentaje elevado, de en torno al 90%, la energía de la que disponen, mientras que en el mejor de los casos un motor de combustión interna no supera el 30-40% de eficiencia. Aún así, se están estudiando mejoras para aumentar la eficiencia de los eléctricos, aparte de otras áreas ya empleadas como las mejoras aerodinámicas o la reducción de consumo de la instrumentación interna de los coches como la climatización o los sistemas de navegación. Hablamos en concreto de las cajas de cambio.
Los eléctricos de calle de hoy en día destilan sencillez en éste aspecto: una marcha adelante, otra hacia atrás y un punto de desconexión que simula el punto muerto convencional. En algunos casos podemos seleccionar un modo que retenga el motor eléctrico mientras descendemos una pendiente, con el fin de recargar las baterías con el propio freno motor y así alargar su autonomía. La complejidad de la transimisión, por lo tanto, es mínima, hasta el punto de no necesitar mantenimiento alguno en condiciones normales. Hasta aquí todo parece perfecto, pero hay un serio inconveniente. Pensemos que los motores eléctricos obtienen por definición su mayor rendimiento a bajas y medias revoluciones. Por lo tanto, al rodar a velocidades de autovía, en torno a los 100 kilómetros por hora, el motor eléctrico gira rapidísimo y en un rango de revoluciones que no es el más óptimo de cara a aprovechar la electricidad. Es debido a éste inconveniente que un alto porcentaje de los eléctricos a la venta se hallan limitados en su velocidad punta en torno a los 140-160 kilómetros por hora, ya que dejan de ser tan eficientes a partir de ésas velocidades y por lo tanto su ya comprometida autonomía se vería reducida hasta límites inadmisibles.
Bien, la pregunta parece obvia. Si los vehículos de combustión interna tienen una caja de cambios diseñada para optimizar su eficiencia, ¿por qué no crear un concepto similar de transmisiones multi-velocidad para un vehículo eléctrico? Las ventajas parecen evidentes: el motor giraría la mayoría del tiempo a regímenes óptimos y con ello la autonomía de las baterías se vería incrementada, además de tener la posibilidad, al igual que con las transmisiones actuales, de poder engranar una marcha corta en descensos para aprovechar el freno del motor. Sin embargo, como vemos, la inmensa mayoría de los fabricantes está optando por transmisiones mucho más simples de una sola velocidad que a medias-altas velocidades resultan más ineficientes. ¿Cuál es el problema entonces?
Éste concepto de las cajas de cambio en eléctricos ya ha sido aplicado anteriormente. Concretamente ha sido la citada Tesla, la marca de eléctricos californiana, quien intentó llevar ésta idea a la práctica hace algunos años en su primer modelo. Aquellos primeros Tesla Roadster equipaban una caja de cambios expresamente construida por Magna, de dos velocidades, que ya mejoraba la eficiencia del modelo. Sin embargo, la complejidad mecánica propia de un diseño aún primitivo y la falta de desarrollo condenaron la idea debido a su falta de fiabilidad, provocando que a partir de 2008 fuesen sustituidas por una transmisión más simple Borg-Warner de una sola velocidad, de una sencillez y fiabilidad remarcables, que fueron las empleadas hasta el reciente fin de la producción del modelo.
Además, pensemos en otro inconveniente. En los vehículos eléctricos se busca la máxima economía tratando de desplazar la menor masa posible, lo que se ve lastrado por la tecnología actual de las baterías empleadas, las cuales suponen un alto porcentaje del peso total del vehículo y quebraderos de cabeza para los diseñadores, que deben buscar la mejor ubicación para dichas baterías en el espacio interior del chasis. A veces, pueden suponer hasta 450 kilogramos de peso, como en el caso del Tesla Model S. Por lo tanto, si el elevado peso ya es un problema, equipar al coche con más peso procedente de una caja de cambios más compleja sería un problema adicional. El ahorro conseguido por dicha transmisión se iría al garete al tener que desplazar más masa y por lo tanto incrementar el consumo. Como dice el refrán, lo comido por lo servido.
El coste de equipar éstos dispositivos tampoco parece un factor a favor de su uso, ya que los desarrollos podrían necesitar de inversiones millonarias y el precio de salida al público se podría ver afectado si no se construyen en cantidades masivas que bajen los costes de producción. Aun así, parece que la tendencia está orientada hacia el desarrollo de éstas cajas de cambio, ya que son varias las empresas que ya han visto la oportunidad de desarrollar una caja de cambios que supere todos éstos inconvenientes. Una de ellas es la anglo-rusa Antonov Engineering, la cual ha construido una caja de cambios de tres velocidades que creen que será capaz de solventar, al menos parcialmente, los problemas a los que se enfrenta.
Antonov Engineering promete de entrada que ésta caja de cambios semiautomática aumenta un 10-15& la eficiencia global de los vehículos que la equipen, además de aguantar el enorme par propio de los motores eléctricos. También resuelve el problema del peso, ya que está construida en materiales ligeros, y el de la versatilidad, puesto que puede ser empleada tanto para vehículos de tracción delantera como para unidades de propulsión. Otras empresas, como la británica Drive System Design o DSD, ha creado una caja de tres velocidades que soluciona también varios inconvenientes. Tiene un tamaño y un peso realmente compactos (45 kilos), a la vez que un bajo coste de producción y una eficiencia mayor del 91%. Faltaría por asegurar el área de fiabilidad, como hemos comentado anteriormente.
Como vemos, el área de las transmisiones para vehículos eléctricos es un área aún con mucho recorrido de investigación, pero en el que poco a poco se van solucionando la mayoría de las trabas existentes. Falta por conocer si los grandes fabricantes confiarán en una tecnología tan joven, pero que promete llevar la eficiencia de los coches eléctricos a un nivel superior al visto hasta ahora.
