Diapositiva 1. Introducción.

            La clase desarrolla qué es y para que sirve el inversor de un vehículo eléctrico.

Diapositiva 2. Inversor de un vehículo eléctrico: Qué es y para qué sirve.

• ¿Por qué el inversor es esencial en un coche eléctrico?.

            El inversor es una pieza clave en el funcionamiento del sistema eléctrico del vehículo. Convierte, regula y gestiona la energía que permite al coche moverse, frenar de forma eficiente y aprovechar al máximo cada carga.

            Sin el inversor, el motor eléctrico no podría funcionar, la frenada regenerativa sería imposible y la autonomía del vehículo se vería seriamente comprometida. Aunque no es un componente visible ni destacado por los fabricantes, su papel es decisivo en la experiencia de conducción de un coche eléctrico.

• ¿Cuál es la función del inversor en un coche eléctrico?.

            El inversor tiene una misión principal: convertir la corriente continua (CC) que almacenan las baterías en corriente alterna (CA), que es la que requiere el motor eléctrico para funcionar. Además, regula la frecuencia y el voltaje de esa corriente, permitiendo que el vehículo acelere de forma progresiva y frene con suavidad.

            Esta conversión permite controlar de forma precisa el par motor, ofreciendo una respuesta más refinada al conductor. Es importante para que el coche responda correctamente a las órdenes del acelerador o del sistema de frenado.

• ¿Cómo actúa el inversor dentro del sistema eléctrico del vehículo?.

            En un vehículo eléctrico existe una importante diferencia entre corriente alterna y corriente continua. El inversor del vehículo eléctrico es el dispositivo que se encarga de convertir la corriente continua de la batería en corriente alterna que utiliza el motor eléctrico. La primera tiene una polaridad definida y constante, y la segunda puede alternar su polaridad a lo largo del tiempo.

            Esta variación se denomina frecuencia y se mide en hertzios-Hz. La frecuencia es la velocidad a la que el voltaje cambia de positivo a negativo, es decir, el número de veces que la onda senoidal se completa. Una frecuencia de 2 hertzios indica que la onda senoidal se ha repetido dos veces en un segundo.

            Si el motor se alimentase de energía eléctrica en corriente alterna de frecuencia fija, entonces su velocidad sería fija. Sin embargo, el inversor se encarga de entregarle al motor corriente alterna de frecuencia variable que se ajusta al accionamiento del pedal del acelerador, para poder modular la velocidad. Una frecuencia más alta resulta en una mayor velocidad del motor eléctrico.

            El inversor de un coche eléctrico es el que controla el par y la velocidad del motor eléctrico del vehículo y, por tanto, es el que determina el comportamiento en la conducción en asociación con la información enviada por el propio pedal del acelerador.

            En este caso no importa el tipo de motor eléctrico que tenga el vehículo, si es asíncrono o síncrono, sin escobillas o de cualquier tipo. En definitiva, el inversor recibe de la batería su alimentación de energía eléctrica en corriente continua y se la entrega en un sistema trifásico al motor eléctrico.

• ¿Por qué es importante la forma de onda en la corriente alterna?.

            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.

            El inversor utiliza transistores de potencia o diodos como interruptores que “trocean” la electricidad de corriente continua para crear una salida de corriente alterna. La corriente alterna tiene voltajes positivos y negativos en su ciclo y los transistores abren y cierran conexiones que alternativamente permiten que el voltaje pase sin cambios o lo hacen de forma negativa.

            Al encender y apagar los diodos muy rápidamente, los voltajes de salida se pueden “construir” mezclando ráfagas cortas de voltios positivos y negativos en cantidades variables para lograr un voltaje promedio que sigue la forma senoidal. A esta técnica, conocida como “modulación por ancho de pulsos” se le puede añadir un filtrado a través de componentes electrónicos que suavizan la señal, produciendo una salida de corriente alterna senoidal pura.

            Los motores de corriente alterna que usan los vehículos eléctricos son trifásicos. Esto quiere decir que funcionan con tres corrientes eléctricas de corriente alterna separadas que se compensan entre sí en el tiempo. Esto significa que la fase 2 alcanza su pico positivo un poco después que la fase 1 y que la fase 3 alcanza el suyo un poco después de la fase 2. Esto crea en el motor un conjunto de campos magnéticos que giran, y es lo que hace que el rotor del motor, efectivamente, gire. Por lo tanto el inversor de nuestros vehículos no produce una salida de corriente alterna sino que produce tres.

            La corriente alterna que genera el inversor no puede ser cualquier tipo de señal. Debe tener una forma de onda senoidal, ya que esta permite una transmisión eficiente, segura y estable. Si la forma de onda no es la adecuada, el motor eléctrico puede comportarse de forma errática, generando vibraciones o incluso averías.

            Una onda senoidal limpia y bien controlada evita interferencias y permite al motor trabajar de forma óptima. Por eso, los inversores de mayor calidad son aquellos capaces de generar una señal lo más cercana posible a la onda ideal.

• ¿Cómo interviene el inversor en la frenada regenerativa?.

            El inversor permite invertir el flujo de energía. Cuando el coche desacelera —ya sea soltando el acelerador, descendiendo una pendiente o frenando— el motor actúa como generador. En ese momento, el inversor canaliza la energía generada de nuevo hacia la batería.

            Este proceso, conocido como frenada regenerativa, no solo recarga parcialmente la batería, sino que también reduce el desgaste del sistema de frenos mecánicos. La energía, en lugar de disiparse en forma de calor, se reutiliza, alargando la autonomía y mejorando la eficiencia energética del vehículo.

• ¿Qué diferencias hay entre un inversor de 400 voltios y uno de 800 voltios?.

            La diferencia principal entre estos dos tipos de inversores radica en la tensión con la que trabajan. Los inversores de 800 voltios permiten cargas más rápidas, menor pérdida energética y una reducción del peso total del sistema eléctrico. Sin embargo, requieren componentes más caros y una infraestructura de carga compatible, que todavía no está generalizada.

            Los inversores de 400 voltios, por su parte, siguen siendo el estándar más extendido en la mayoría de coches eléctricos actuales. Ofrecen un buen equilibrio entre coste, rendimiento y compatibilidad con la red de carga pública. A medida que la tecnología avance, los sistemas de 800 voltios irán ganando terreno, especialmente en modelos de gama alta y en vehículos con mayores exigencias de autonomía y rendimiento.

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

Diapositiva 3. Gracias por su tiempo.

            La clase ha desarrollado qué es y para que sirve el inversor de un vehículo eléctrico, hasta pronto.