Dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica: precisión, eficiencia y estrategia en la arquitectura del vehículo eléctrico

Dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica: precisión, eficiencia y estrategia en la arquitectura del vehículo eléctrico

El dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica no es una simple cuestión de “cuánta potencia necesitamos”. Es una disciplina compleja, multidimensional, que conjuga ingeniería eléctrica, térmica, mecánica, electrónica de control y economía del producto. De su correcta ejecución depende no solo el rendimiento de un vehículo eléctrico, sino su eficiencia, coste final, vida útil y experiencia de usuario.


En pleno auge de la electrificación, entender cómo se dimensiona este sistema resulta esencial para los ingenieros de desarrollo, responsables de producto, diseñadores de plataformas y decisores estratégicos. El reto está en equilibrar prestaciones, peso, coste y autonomía, optimizando cada componente dentro del conjunto motriz: motor, inversor, sistema de baterías, caja de cambios (si la hay), sistema de refrigeración y software de gestión.

Todo dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica parte de una pregunta clave: ¿qué necesita hacer este coche? Las necesidades de misión determinan la potencia pico y continua, el par instantáneo, el régimen de aceleración, la velocidad máxima, la autonomía requerida, el perfil de uso urbano o mixto, la capacidad de regeneración y los límites térmicos. No es lo mismo un citycar de 800 kg que debe moverse ágilmente en entornos urbanos, que un SUV de 2.200 kg que necesita 400 km de autonomía real y aceleraciones de 0 a 100 en menos de 6 segundos. Cada caso genera un mapa completamente diferente de requerimientos técnicos. Y aquí comienza la danza de variables: ¿cuántos motores? ¿qué arquitectura de transmisión? ¿Qué tensión de sistema? ¿Qué química de batería soportará el perfil térmico del inversor sin degradarse prematuramente? ¿Es viable enfriamiento por líquido en este segmento de precio?

El Renault Megane E-Tech 100% eléctrico es un caso muy interesante porque sus ingenieros partieron de una plataforma dedicada (CMF-EV) pero con fuertes restricciones de coste y espacio. El objetivo era crear un compacto de segmento C equilibrado, con buena autonomía, potencia razonable y precio competitivo. Eligieron un motor síncrono de excitación separada (en lugar del más habitual de imanes permanentes), con una potencia continua de 96 kW y pico de 160 kW. Esta decisión permitió reducir la dependencia de tierras raras, abaratar costes y aligerar el motor, pero exigió desarrollar un sistema de gestión térmica más exigente y un inversor muy eficiente para evitar pérdidas. El resultado fue un conjunto motriz más compacto, más económico y suficientemente potente para las necesidades del usuario medio europeo, con una autonomía realista por encima de los 400 km en condiciones normales. Este tipo de equilibrio técnico es parte esencial del dimensionamiento, y se alinea con lo que se describe en el libro: Domina el negocio del automóvil como "diseño para la adecuación estratégica de mercado".

En el desarrollo del Taycan, Porsche priorizó un sistema de propulsión capaz de ofrecer aceleraciones repetidas sin caída de rendimiento, algo que la mayoría de EV de su época no podían lograr. Para ello, diseñaron un sistema de doble motor (uno por eje), con arquitectura de 800 voltios, inversores refrigerados por líquido y una batería con una química específica de bajo incremento térmico. El sistema puede entregar más de 500 kW de potencia sin sufrir degradaciones térmicas graves incluso tras varios ciclos de aceleración intensa. El trabajo de dimensionamiento aquí fue extremo, desde el diseño de los cables de potencia hasta el tipo de materiales empleados en las bobinas del estator. Un enfoque que costó millones, pero que definió una ventaja competitiva clara frente a Tesla o Lucid en el ámbito del rendimiento sostenido.

El salto a sistemas de 800 voltios, como en el Taycan o el Hyundai Ioniq 5, es otro punto de inflexión. A mayor tensión, menores corrientes para la misma potencia, lo que implica menor pérdida térmica, cables más delgados y tiempos de carga más rápidos. Pero también implica inversores más complejos, baterías específicas y aislamiento reforzado. El dimensionamiento aquí debe balancear coste, eficiencia y requisitos de carga rápida. No todos los segmentos pueden justificar la inversión en arquitectura de alta tensión. En algunos vehículos de acceso, una arquitectura de 400 V bien optimizada puede ser más rentable y suficiente.

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Consideraciones térmicas, eléctricas y de control: el triángulo invisible

Un error habitual es pensar que basta con elegir un motor y una batería que coincidan en potencia. Pero el corazón del sistema eléctrico funciona como un ecosistema: cada elemento interactúa térmica y eléctricamente con los demás. El inversor, por ejemplo, debe soportar picos de corriente elevados sin generar demasiado calor. Las pérdidas por conmutación o efecto Joule, si no se gestionan bien, provocan caída de rendimiento y envejecimiento prematuro. El sistema de refrigeración —líquido, aire o incluso con circuitos combinados— debe ser capaz de mantener bajo control el calor generado por el motor, el inversor y las baterías de forma simultánea. Y la batería no solo debe tener capacidad (kWh), sino también suficiente potencia de descarga (C-rate), estabilidad térmica, protección contra sobredescargas y resistencia interna baja. Un sistema mal dimensionado puede generar cuellos de botella invisibles: un motor potente que no puede dar lo que promete porque la batería limita el flujo, o un inversor que entra en derating térmico tras pocos minutos de uso intenso.

El dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica no es un ejercicio cerrado. Es un proceso iterativo que debe ir de la mano del diseño del chasis, el reparto de masas, el sistema de refrigeración, la arquitectura electrónica y la estrategia de costes. No existe un único motor ideal, ni una única química de batería perfecta. Todo depende del equilibrio que se busque. 

Una decisión tan aparentemente técnica como la potencia nominal de un motor tiene implicaciones sobre el chasis, la batería, el software, el coste y hasta el posicionamiento comercial del producto. Entender esto y gestionarlo desde una visión sistémica y estratégica es lo que diferencia a los ingenieros que simplemente "montan un EV" de los que construyen una solución de movilidad coherente, optimizada y competitiva.
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