ARQUITECTURA ELÉCTRICA DE BAJA TENSIÓN, DE 12 A 48 VOLTIOS

Tecnología

Tesla ha conseguido que su Cybertruck sea el primer coche que funcione con una arquitectura eléctrica de baja tensión de 48 voltios. Puede parecer algo menor, pero es un cambio muy interesante que le puede dar una ventaja competitiva respecto de sus competidores en el futuro.

Es importante tener en cuenta que todos los coches tienen un sistema de baja tensión con el que funcionan todos los sistemas eléctricos y electrónicos, no solo los coches eléctricos. Es en este sistema de baja tensión donde Tesla ha introducido el cambio a 12 a 48 voltios. En el sistema de alta tensión, con Cybertruck, también ha hecho otro gran cambio, pasando de 400 a 800 voltios, pero esto lo analizaremos en otra ocasión. 

En este post analizamos el cambio de la arquitectura eléctrica de baja tensión y sus implicaciones.

Contexto

La arquitectura de baja tensión de 12 voltios en un coche es la que se basa en una batería de ese voltaje para alimentar componentes como luces, sistemas de infoentretenimiento, encendido y otros dispositivos eléctricos.  Estas baterías han sido tradicionalmente de plomo-ácido y tienen una vida útil de alrededor de 6 años. 

Tesla hizo una primera evolución de estas baterías que consistió en que pasaran de ser de plomo-ácido a baterías de litio, pero las mantuvo de 12 voltios. Con este cambio consiguió, entre otras cosas, que las baterías de los sistemas de baja tensión pasaran a tener una vida útil equivalente a toda la vida del coche

Pero ahora se le ha dado una evolución más ya no solo a la batería de baja tensión, sino a todos los sistemas eléctricos y cables. Todos estos elementos se ven impactados por el cambio a 48 voltios.

La arquitectura de 12 voltios se introdujo en la industria en los años 60, y no se ha cambiado de voltaje desde entonces a pesar del incremento enorme en el uso de elementos eléctricos/electrónicos.

Por qué cambiar si con 12 voltios funcionaba

La respuesta es porque funciona mejor. La necesidad de electricidad por parte de todos los sistemas eléctricos y electrónicos del coche ha crecido muchísimo. Cada vez tenemos más sensores, pantallas, sistemas de asistencia a la conducción, … Todas estas necesidades requieren cada vez más cableado, necesidades de comunicación entre sistemas y procesamiento de datos. 

Sin ánimo de ponernos técnicos y entrar en detalles, el voltaje es un elemento clave en el funcionamiento de cualquier sistema eléctrico. Este voltaje está relacionado con la intensidad o corriente y resistencia (V = I x R) y también está relacionado con la potencia (P = V x I).

Como consecuencia de estas relaciones el paso de un voltaje de 12 a 48 voltios, de forma sintética, ha permitido:

  • Reducir las pérdidas de energía, 16 veces menos de pérdida de energía en la transmisión de electricidad
  • Disminuir la cantidad de corriente que es necesario mover en el coche (medida en amperios que se tienen que mover para satisfacer todos los sistemas)
  • Utilizar cables menos gruesos, que implica menos materiales (cobre fundamentalmente), menos peso y menor complejidad en los haces de cableado

Y todo ello redunda en una mayor eficiencia en el sistema eléctrico y menores costes en materiales y de producción.

A continuación mostramos la reducción de corriente que implica, según Tesla, este cambio de arquitectura de 12 a 48 voltios.

Cada barra representa la necesidad en amperios necesitada por los vehículos y la última barra la reducción que representa el cambio a 48 voltios.

Evolutión amperaje

¿Por qué no se hizo antes?

El cambio de 12 a 48 voltios implica que todos los sistemas auxiliares deben adaptarse a este nuevo voltaje. En la industria toda la red de proveedores, llevan más de 60 años funcionando con sistemas de 12 voltios. Todas las centralitas (ECUs) y sistemas funcionan con 12 voltios. Para poder cambiar a una arquitectura de 800 voltios es necesario que todos estos nuevos sistemas estén pensados para funcionar con estos 48 voltios. 

Ese es el gran mérito que, en nuestra opinión, hay que atribuirle a Tesla. Haber sido capaz de conseguir que todos los componentes eléctricos/electrónicos, que vienen de muchos proveedores, hayan pasado a funcionar con 48 voltios nos parece muy meritorio.

Conclusión

Otros fabricantes habían hecho algún guiño a los 48 voltios en sus sistemas de hibridación ligera o mild-hybrids (Hyundai o Audi por ejemplo), pero ninguno había dado el paso para que estos 48 voltios fueran el estándar para toda la arquitectura eléctrica de baja tensión del coche. 

Tesla ha conseguido dar un gran paso adelante que creemos seguirán otros muchos.

No es que sea algo que vaya a hacer los coches eléctricos baratos, pero ayudará. Los ahorros de costes son fundamentales en una industria tan competitiva como la industria de automoción. Un coche no es más que competitivo que otro por un gran ahorro en un elemento en particular, la competitividad radica en la suma de pocos, y creemos que este cambio de arquitectura eléctrica de baja tensión le da a Tesla otra pequeña ventaja competitiva.

Falta por ver si el rejuvenecimiento del coche eléctrico más vendido en el mundo, el Tesla Model Y, en su “restyling” Juniper, esperado para la segunda mitad de 2.024, se beneficiará de este cambio introducido en Cybertruck.

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