Un coche eléctrico puro (BEV), explicado de la batería a la rueda.
Un vehículo eléctrico de batería (BEV) sustituye el motor de combustión, el depósito y la caja de cambios por cuatro bloques: una batería de tracción, un inversor, un motor eléctrico y una reductora de una sola marcha. Todo el conjunto se coordina mediante señales digitales que viajan por un bus CAN, no por cables mecánicos.
De la energía química de la batería al par en la rueda.
Solo hay dos conversiones de energía —eléctrica a mecánica en el motor, y mecánica a eléctrica en la frenada regenerativa— frente a las múltiples conversiones térmicas de un motor de combustión. Esa simplicidad mecánica se paga con más complejidad electrónica: decenas de sensores y una red de control que decide, en milisegundos, cuánto par entregar.
Qué vas a entender al terminar
¿Qué piezas tiene y para qué sirve cada una?
Batería, BMS, inversor, motor, reductora, cargador de a bordo, convertidor DC-DC y unidad de control central (VCU).
¿Por dónde circula la potencia eléctrica?
El camino de la energía en tracción (batería → rueda) y el camino inverso en frenada regenerativa (rueda → batería).
¿Cómo "decide" el coche cuánto par dar?
El diagrama de flujo de señales de control: sensores, VCU, CAN bus, y el bucle de control del inversor a alta frecuencia.
Las piezas que sustituyen al motor térmico.
Un BEV no tiene motor de combustión, escape, embrague ni (normalmente) caja de cambios de varias marchas. En su lugar, cuatro subsistemas de potencia y dos "cerebros" electrónicos gestionan toda la propulsión.
1 · Batería de tracción (pack HV)
Cientos de celdas de iones de litio agrupadas en módulos, conectadas en serie/paralelo para alcanzar tensiones de 300–800 V. Almacena la energía en forma química y la entrega como corriente continua (DC).
- Capacidad típica: 40–100 kWh en un turismo
- Arquitectura: 400 V (mayoría) o 800 V (carga ultrarrápida)
- Protección: contactores de alta tensión que aíslan el pack cuando el coche está apagado o ante un fallo
2 · BMS (Battery Management System)
Microcontrolador dedicado exclusivamente a vigilar la batería: tensión de cada celda, temperatura, corriente y estado de carga (SOC). No mueve el coche, pero decide cuánta corriente puede entrar o salir sin dañar las celdas.
- Balanceo: iguala la carga entre celdas para no degradar las más débiles
- Límites dinámicos: reduce la potencia disponible en frío o cuando el SOC es muy alto/bajo
- Comunicación: informa al VCU por CAN los amperios máximos de descarga y de carga en cada instante
3 · Inversor / MCU (Motor Control Unit)
Convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna trifásica de frecuencia y amplitud variables mediante transistores de potencia (IGBT o SiC MOSFET) conmutando a decenas de kHz. Es quien realmente "conduce" al motor.
- Control vectorial (FOC): ajusta la corriente miles de veces por segundo según la posición exacta del rotor
- Reversible: en frenada regenerativa invierte el flujo, rectificando la AC del motor de vuelta a DC
- Refrigeración: líquida, comparte circuito con el motor y a veces con la batería
4 · Motor eléctrico de tracción
Casi siempre un motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) o, en algunos modelos, uno de inducción asíncrono. Entrega su par máximo desde 0 rpm, algo imposible en un motor térmico.
- Sensor de posición: resolver o encoder que informa al inversor de la posición exacta del rotor
- Potencias típicas: 100–300 kW por motor en turismos (algunos modelos usan dos, uno por eje)
- Reversibilidad: el mismo motor funciona como generador al frenar
Reductora de una velocidad
Engranajes fijos (relación típica 7:1 a 10:1) que multiplican el par del motor hacia las ruedas. Sin embrague ni sincronizadores porque el motor eléctrico no necesita cambiar de marcha.
Cargador de a bordo (OBC)
Convierte la corriente alterna de un enchufe doméstico o wallbox en corriente continua para cargar la batería. Solo interviene en carga en AC; en carga rápida DC se evita.
Convertidor DC-DC
Reduce la alta tensión del pack de tracción a los 12 V de la red auxiliar (luces, climatización, electrónica), sustituyendo al alternador de un coche de combustión.
VCU (Vehicle Control Unit)
El "cerebro" central: interpreta pedales y modo de conducción, arbitra entre lo que pide el conductor y lo que permite la batería, y coordina el resto de unidades por CAN.
Gestión térmica
Circuito de refrigeración líquida (y a veces bomba de calor) que mantiene batería, inversor y motor en su rango óptimo de temperatura, condicionando cuánta potencia pueden entregar.
Puerto de carga + PLC/CP
Además del contacto eléctrico, intercambia señales de control con el punto de carga antes de dejar pasar un solo amperio (ver sección 05).
El camino de la potencia: tracción y frenada regenerativa.
La energía eléctrica solo recorre dos caminos posibles en marcha: hacia las ruedas (tracción) o desde las ruedas hacia la batería (regeneración). El inversor es la pieza que decide, en cada instante, en qué sentido fluye.
Batería HV
DC · 300-800V
Inversor
DC → AC trifásica
Motor eléctrico
energía eléctrica → par
Reductora
multiplica el par (~9:1)
Ruedas
propulsión del vehículo
La batería se descarga (kWh que bajan) mientras el pack entrega corriente al inversor; el BMS limita el máximo instantáneo según temperatura y SOC.
Ruedas
energía cinética del coche
Reductora
transmite el giro inverso
Motor (como generador)
par → energía eléctrica AC
Inversor
rectifica AC → DC
Batería HV
se recarga
El BMS puede limitar o incluso bloquear la regeneración si la batería está fría o ya casi llena (100% SOC): en ese caso, los frenos de fricción asumen parte del trabajo.
¿Por qué el motor puede "generar"?
Un motor eléctrico y un generador son, físicamente, la misma máquina. Si el inversor hace girar el campo magnético más rápido que el rotor, empuja el coche (tracción). Si el rotor gira más rápido que el campo —porque el coche sigue avanzando por inercia—, la máquina induce corriente en sentido contrario: frena y genera electricidad.
Reparto entre frenada regenerativa y frenos de fricción
El VCU decide cuánta deceleración puede aportar el motor sin sobrepasar el límite de carga del BMS ni comprometer la estabilidad del vehículo (ESC), y reparte el resto al circuito hidráulico de frenos, de forma transparente para el conductor.
Diagrama de flujo de señales: del pedal al par en el motor.
A diferencia del cable de acelerador mecánico de un coche antiguo, en un BEV el pedal solo genera una señal eléctrica. Todo lo demás —cuánto par dar, si es seguro darlo, y cómo generarlo— lo deciden varias unidades electrónicas comunicándose por un bus CAN.
Por qué el sensor del pedal está duplicado
El pedal acelerador (APPS) monta dos potenciómetros independientes que deben coincidir dentro de un margen de tolerancia. Si el VCU detecta que discrepan, asume un fallo y corta o limita el par por seguridad ("plausibility check"), en lugar de fiarse de una sola señal.
Dos velocidades de control muy distintas
El bucle del inversor que ajusta la corriente del motor corre a decenas de kHz (control vectorial). El bus CAN que lleva "par solicitado" o "SOC de la batería" actualiza mensajes a 10–100 Hz. El VCU decide qué pedir; el inversor decide cómo generarlo, mucho más rápido.
De la posición del pedal al par, la potencia y la corriente de batería.
Ajusta la velocidad del vehículo y la intensidad del pedal para ver cómo se traduce esa señal en par (Nm), potencia (kW) y corriente de batería (A), respetando el límite de potencia máxima del motor.
Batería
Inversor
Motor
Reductora
Ruedas
Modelo simplificado con fines didácticos: a velocidad cero la potencia calculada tiende a cero aunque el motor pueda entregar par máximo (P = par × velocidad angular); en la realidad, arrancar desde parado también consume corriente por las pérdidas resistivas del motor, aquí no modeladas. Por encima de la potencia máxima del motor, el par se recorta automáticamente (zona de debilitamiento de campo). El "consumo instantáneo" extrapola la potencia de este instante a 100 km recorridos a esa velocidad: con el pedal muy pisado (acelerando fuerte) da valores mucho más altos que el consumo medio real de conducción, que promedia también los tramos sin apenas pedal.
Cargar también es un intercambio de señales, no solo de electrones.
Antes de que circule un solo amperio hacia la batería, el coche y el punto de carga negocian por señal quién es, cuánta corriente admite el cable y qué límites impone el BMS. Ese protocolo cambia según sea carga lenta en corriente alterna (AC) o carga rápida en corriente continua (DC).
Toma de carga
conector Tipo 2
Señal Control Pilot (CP)
PWM: indica intensidad máxima disponible
Cargador de a bordo (OBC)
convierte AC → DC
Batería HV
se carga a baja/media potencia
La señal Proximity Pilot (PP) detecta que el cable está bien conectado y comunica la intensidad máxima que soporta ese cable en concreto (16A, 32A...). El BMS, a través del OBC, limita la corriente final según el estado de la batería.
Toma de carga
conector CCS Combo
Comunicación digital
PLC (ISO 15118) o CAN (CHAdeMO)
BMS negocia
fija tensión/corriente objetivo
Batería HV
carga directa, sin pasar por el OBC
En carga rápida, el cargador externo entrega DC directamente al pack, así que el cargador de a bordo (OBC) no interviene. El BMS y el cargador renegocian los valores varias veces por segundo según sube la temperatura y el SOC (la curva de carga se "dobla" según se acerca al 80-100%).
| Señal | Carga AC (Tipo 2) | Carga DC (CCS/CHAdeMO) |
|---|---|---|
| Detección de conexión | Proximity Pilot (PP), resistencia codificada | Igual, más handshake digital adicional |
| Intensidad disponible | Control Pilot (CP), señal PWM (IEC 61851) | Negociada por protocolo digital |
| Quién convierte la energía | Cargador de a bordo (OBC) del propio coche | Electrónica de potencia del cargador externo |
| Quién fija el límite final | BMS, vía CP y comunicación con el OBC | BMS, negociando directamente con el cargador |
| Protocolo típico | IEC 61851 (PWM analógica) | ISO 15118 (PLC/HomePlug GreenPHY) o CAN |
Por qué la potencia de carga cae cerca del 100%
Cargar celdas de litio a alta corriente cuando ya están casi llenas acelera su degradación. El BMS reduce progresivamente la corriente máxima admitida a partir de aproximadamente el 80% de SOC, lo que explica por qué del 10% al 80% se carga mucho más rápido que del 80% al 100%.