Coches & motos & Camiones

Estimados Amigos de la Movilidad Eléctrica

En esta oportunidad echaremos una mirada sobre el espinoso tema

de la carga eléctrica pública.

Saludos cordiales.Ricardo

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Cómo comercializan la energía las redes  públicas de carga de autos eléctricos

 

En primer lugar, hay que tener en cuenta que no existe una Ley Nacional de Electromovilidad unificada en Argentina que regule de manera integral la reventa de energía para la carga pública de vehículos. El principal inconveniente radica en los marcos regulatorios históricos del servicio eléctrico. La clave  legal es la  Ley 24.065 (sancionada el 19 de diciembre de 1991 que regula la generación, el transporte y la distribución de energía eléctrica en el país) y los  marcos provinciales. En términos generales, la misma determina, el monopolio de las distribuidoras.

 

El marco regulatorio eléctrico tradicional establece que solo las empresas distribuidoras eléctricas de cada zona (como Edenor, Edesur, EPE, EPEC, etc.) están legalmente autorizadas a vender energía eléctrica a usuarios finales. Y por otro lado, establece  la prohibición de reventa: Un comercio, un estacionamiento o una estación de servicio técnicamente no pueden comprar energía a la distribuidora y "revenderla" fraccionada por kilovatios-hora (kWh) a un tercero, ya que estarían incurriendo en una actividad comercial para la cual no tienen concesión.

 

 

 

No obstante hay avances y desregulación reciente. La situación está en pleno debate y mutación legal, por ejemplo. El Gobierno nacional eliminó el Registro Nacional de Infraestructura de Carga para reducir la burocracia y agilizar la instalación de puntos de carga por parte de privados. Existen constantes proyectos de ley presentados en la Cámara de Diputados de la Nación y debates en el sector de la electromovilidad para crear una normativa moderna. El objetivo es permitir la libre comercialización de energía destinada exclusivamente a la recarga de vehículos y unificar las tarifas en todo el territorio.

 

¿Cómo operan entonces las redes de carga?

Para sortear este vacío legal sin violar las normativas vigentes, las empresas privadas adoptaron estrategias comerciales alternativas:

1.- Cobro por tiempo de uso: Facturan el “alquiler de la cochera”, el “servicio de conectividad” o el “uso de la infraestructura de carga” por bloques de minutos, no la energía consumida.

 

 

2.- Convenios particulares: En algunas provincias o municipios se han redactado resoluciones locales provisorias, o las empresas firman convenios específicos con las distribuidoras locales para actuar bajo su órbita, pero no es una solución estándar para todo el país.

 

 

Formas de cobrar por la carga de vehículos eléctricos

A.- Por tiempo de estacionamiento

Por tiempo de estacionamiento o uso en sus puntos de recarga de vehículos eléctricos en lugar de cobrar directamente por los kilovatios-hora (kWh) consumidos. Las estaciones cobran una tarifa fija basada en fracciones de tiempo (por ejemplo, bloques de 15 o 30 minutos) que el vehículo pasa conectado al punto de carga.

 

B- Por energía consumida (kWh), transferida al vehículo

El cobro por la energía consumida en kWh transferida al vehículo es un sistema de tarificación donde el usuario paga de forma exacta por los kilovatios-hora que recibe la batería durante su recarga. El precio total se calcula multiplicando los kilovatios-hora cargados por el valor unitario que fija cada operador o red de carga.

 

Costos y detalles

Tarifas variables: El precio depende de la potencia del cargador y la ubicación específica de la estación. Los precios actualizados, la disponibilidad en tiempo real y las reservas se gestionan mediante la app respectiva.

 

 

 

  

Beneficios y desventajas  de las dos formas de comercializar la carga

Facturar la carga de vehículos eléctricos por tiempo (minuto o bloques) en lugar de por energía consumida (kWh) tiene ventajas y desventajas muy claras, tanto para el usuario como para el operador del cargador.

Como beneficios podemos decir que evita el "bloqueo" de cargadores, al cobrar por minuto, se incentiva a los conductores a retirar su auto apenas termina de cargar. Esto mejora la rotación y asegura que los cargadores rápidos estén disponibles para quienes realmente los necesitan.

Hay una simplificación legal (para la empresa) como se vio mas arriba. En países como Argentina, la reventa de energía al por menor por parte de privados es un vacío legal o está prohibida. Cobrar por "servicio de carga" o "tiempo de estacionamiento" es la alternativa legal para poder ofrecer el servicio. Carga ultra-rápida eficiente, si tu vehículo tiene una curva de carga excelente y soporta altas potencias (por ejemplo, del 10% al 80%), este sistema te beneficia.

 

Como desventaja, es evidente que hay injusticia según la curva de carga. Los autos eléctricos cargan más lento a medida que la batería se llena (especialmente pasando el 80%). Si te quedas conectado al final, pagarás lo mismo por minuto pero recibirás muchísima menos energía, volviendo la carga muy cara.

Penalización a vehículos con menor tecnología. Si tu auto tiene un límite de recepción de carga bajo (por ejemplo, carga a un máximo de 50 kW en un cargador de 150 kW), pagarás la tarifa completa por minuto pero tardarás el triple de tiempo en llenar la batería que un auto de gama alta.

Factores climáticos y del entorno. Si la batería está muy fría o muy caliente, el sistema del auto reduce la velocidad de carga para protegerla. Bajo este esquema por tiempo, terminarás pagando más dinero por la misma cantidad de energía debido a factores externos. Claramente hay una falta de transparencia porque el usuario común entiende el combustible por "litros" y la electricidad por "kWh". Medir el costo en minutos dificulta calcular el rendimiento real del dinero invertido (pesos por kilómetro).

 

Cobrar por energía consumida (kWh) en la carga de autos eléctricos es el sistema más justo y preciso, ya que cada usuario paga exactamente por la electricidad real que transfiere a su vehículo.  El valor a pagar refleja de manera exacta el uso real, ideal para edificios con cocheras compartidas o estaciones públicas. No se prorratean gastos ni se perjudica a quien no tiene vehículo eléctrico.

Permite al conductor calcular fácilmente el costo por kilómetro y comparar el ahorro frente a los combustibles fósiles. Y por otro lado, incentiva el uso de vehículos con mejor rendimiento energético por kilómetro recorrido.

 

Datos para tener en cuenta

.- La mayoría de los coches eléctricos tienen un límite en su cargador/adaptador  interno para AC (generalmente 7 kw   u  11 kw, y muy pocos llegan a 22 kw). Por lo tanto, para transferir por encima de los 11 - 22 Kw, la única opción viable en la práctica es usar un cargador rápido de corriente continua (DC).

 

 .- En un cargador público de 50 Kw, por ejemplo, en una hora se transfieren 50 Kw-h a la batería????

No, en la práctica se transfiere menos de 50 kWh en una hora. Teóricamente, un cargador de 50 kW entregaría esa cantidad exacta en ese tiempo. Sin embargo, la eficiencia del sistema y la gestión de la batería reducen el total real transferido.

Siendo los factores que reducen la energía transferida los siguientes:

Pérdidas por calor: Entre el 10% y 15% de la energía se disipa térmicamente.

La curva de carga: La potencia disminuye a medida que la batería se va completando.

Límite del 80%: El coche frena la velocidad al superar este porcentaje para proteger las celdas.

La gestión térmica: El vehículo consume parte de esa energía para enfriar el sistema.

Por todo ello, en un escenario real como el planteado, si comienzas  la carga con la batería muy baja, en una hora recibirás aproximadamente entre 40 y 45 kWh.

 

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                               2026.-

 

 

 

Estimados Amigos de la Movilidad Eléctrica

La tecnología sobre los motores eléctricos sigue afianzándose a paso firme.

Saludos cordiales Ricardo

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Una mirada sobre los bobinados estatorico de motores de vehículos eléctricos

En lo que respecta a los motores eléctricos, los devanados son fundamentales. Generan el campo magnético que impulsa la rotación, influyendo directamente en el par motor, la eficiencia y la capacidad de disipación de calor durante su funcionamiento.

Entre estos, los devanados del estator merecen especial atención. No solo transportan corriente, sino que también determinan el comportamiento del motor. Desde motores industriales de alta velocidad hasta accionamientos compactos para vehículos eléctricos, el método de bobinado que se elija puede marcar una gran diferencia en el rendimiento, el costo y la fiabilidad.

Los devanados para motores eléctricos se pueden dividir en devanados concentrados y devanados distribuidos. En el caso del devanado distribuido, el bobinado se realiza siempre sobre al menos dos dientes del estator. En el caso del devanado concentrado, en cambio, solo se bobina un diente del estator. Ambos tipos de bobinado presentan diferentes ventajas y desventajas. La elección entre un devanado concentrado y uno distribuido depende de las dimensiones del motor y su aplicación. El número de unidades y el proceso de fabricación del motor también influyen en la selección del tipo de bobinado. Otras características importantes para el diseño del bobinado son el bobinado de ranura fraccionaria y el de ranura entera, así como el bobinado de una capa y el de doble capa.

Tipos principales de bobinados

Bobinado distribuido: Las bobinas se extienden sobre varias  ranuras entre dientes del estator. Este diseño produce un giro muy suave y reduce el ruido, lo que es ideal para vehículos eléctricos.

Con un bobinado concentrado, el estator siempre se enrolla exactamente sobre un diente, entre dos ranuras.

 Esto ofrece ventajas significativas en la fabricación del estator. Por ejemplo, los bobinados ya terminados se pueden simplemente colocar sobre el estator. Sin embargo, el diseño de los dientes del estator debe estar adaptado para ello. Una ventaja importante del bobinado concentrado es la mínima altura de bobinado en la parte superior e inferior del motor. En un bobinado distribuido, los devanados se superponen en la parte superior e inferior del motor eléctrico; esta área del motor se denomina cabezal de bobinado. Debido a esta superposición, el cabezal de bobinado es mayor en un bobinado distribuido que en un bobinado concentrado.

 

Una ventaja muy importante de un bobinado distribuido para un motor eléctrico es que la fuerza contraelectromotriz resultante tiene una característica suave, mayormente sinusoidal. Esto significa que la proporción de armónicos es muy baja, al igual que las pérdidas en las láminas del estator y los devanados. Otra ventaja de los devanados distribuidos es su alta sincronización, lo que significa que la ondulación del par y, por lo tanto, el ruido del motor son muy bajos. Por esta razón, los motores eléctricos con devanados distribuidos se utilizan principalmente en husillos rotativos de máquinas herramienta, ya que de lo contrario las oscilaciones del par afectarían negativamente la calidad de la pieza mecanizada.

 

Al utilizar un diseño clásico de motor eléctrico con bobinado concentrado, la fuerza contraelectromotriz es trapezoidal (se verá más adelante). Como resultado, se puede generar un par elevado con este tipo de bobinado, especialmente en el rango de bajas velocidades.

 

Sin embargo, esto no significa que también se obtenga una alta eficiencia. Esto se debe a que la principal desventaja del bobinado concentrado son los armónicos que se generan, los cuales pueden provocar grandes pérdidas, especialmente a altas velocidades. Estas pérdidas pueden producirse en los devanados de las laminaciones, así como en los imanes permanentes. Los devanados concentrados se utilizan principalmente en motores cortos y de gran diámetro. Un ejemplo de ello son los motores de buje de las bicicletas eléctricas sin engranajes. También se emplean en sistemas de accionamiento que requieren una alta dinámica y donde la eficiencia no es tan crítica. Otra desventaja de los devanados concentrados es una ondulación de par considerable. Esto puede compensarse, por ejemplo, desplazando los imanes del rotor entre sí o dándoles la forma adecuada.

 

 

 

Bobinado concentrado: Las bobinas se enrollan en un solo diente. Se destaca por ocupar poco espacio y tener un costo menor de fabricación. En un bobinado distribuido, siempre se bobinan al menos dos dientes del estator, como se muestra en la imagen de arriba. La cantidad de dientes bobinados se denomina paso de bobina  y también se pueden bobinar  más dientes de acuerdo al circuito.

 

Para motores eléctricos muy cortos, se suele utilizar un bobinado concentrado en lugar de uno distribuido. Esto permite reducir las pérdidas óhmicas del cabezal de bobinado. Para motores eléctricos más largos, la influencia de las pérdidas del cabezal de bobinado no es tan grande en relación con las pérdidas totales.

 

 

Bobinado distribuido  vs.  Bobinado concentrado

¿Cuál es la diferencia técnica entre un bobinado distribuido y uno concentrado? Analizaremos la tensión de la fuerza contraelectromotriz (FEM). Esta tensión se puede medir en los terminales de un motor eléctrico con imanes permanentes cuando el motor gira a una velocidad suficientemente alta, ya sea manualmente o con una máquina de carga.

 

 

En el diagrama se observa que la tensión del motor eléctrico con bobinado distribuido tiene una forma sinusoidal. Por otro lado, la FEM del bobinado concentrado tiene forma trapezoidal. ¿Qué implica esto para el rendimiento del motor? Un motor con bobinado concentrado genera mayor par motor gracias a su FEM trapezoidal. Sin embargo, las pérdidas en el cobre y las laminaciones son mayores debido a la presencia de armónicos más numerosos y de mayor orden.

Un bobinado distribuido permite alcanzar una mayor eficiencia gracias a su FEM sinusoidal, lo cual es especialmente importante para los vehículos eléctricos. Sin embargo, esto no significa directamente que si un motor eléctrico tiene una fuerza contraelectromotriz (FEM) sinusoidal, dicho motor tenga una alta eficiencia. Incluso con bobinados concentrados, se puede lograr una FEM sinusoidal adaptando el diseño del rotor.

 

Bobinado tipo Hairpin (Horquilla): Utiliza barras de cobre gruesas con forma de horquilla en lugar de cables redondos tradicionales. Permite empaquetar más cobre en el espacio disponible y mejora la disipación del calor.

Los motores eléctricos de horquilla están ganando popularidad en los vehículos eléctricos y en aplicaciones de alta eficiencia.

 

    

 Su diseño de bobinado avanzado aumenta la potencia, reduce la pérdida de energía y permite motores más compactos y confiables, lo que los hace ideales para la próxima generación de máquinas eléctricas.

Principales beneficios de los motores de horquilla: Mejor factor de llenado de cobre para una mayor eficiencia, mayor par y densidad de potencia, resistencia reducida y pérdida de calor. Un montaje más preciso y fiable. Ideal para vehículos eléctricos y motores industriales de alto rendimiento.

 

Principales beneficios de los motores de horquilla: Mejor factor de llenado de cobre para una mayor eficiencia, mayor par y densidad de potencia, resistencia reducida y pérdida de calor, un montaje más preciso y fiable, ideal para vehículos eléctricos y motores industriales de alto rendimiento.

 

 

  

Avances sobre hairpin (U-Pin):  I-Pin   y  Wave Winding

El bobinado en horquilla  en forma de I (I-Pin) y de onda (Wave Winding)  son tecnologías avanzadas de estator de alambre plano que se utilizan para construir motores industriales y de vehículos eléctricos compactos y de alta eficiencia.

 

 

El bobinado en horquilla utiliza barras de cobre rectangulares preformadas en forma de U que se insertan en las ranuras del estator. Requiere soldadura en un solo lado del núcleo del estator, lo que lo convierte en el estándar de oro actual (que representa aproximadamente el 90% del mercado). Ofrece un equilibrio excepcional entre rigidez mecánica, preparación para la automatización y alta densidad de potencia.

 

 

Bobinado de pines en I utiliza segmentos rectos e individuales de alambre de cobre plano rectangular en lugar de formas de U pre-dobladas. Los pines se empujan directamente a través de las ranuras del estator y requieren soldadura de doble cara en ambos extremos. Simplifica la preparación del alambre crudo, pero complica el ensamblaje con un engorroso proceso de soldadura de doble cara.

 

Bobinado de onda (horquilla continua) Forma una rama de fase completa o capa de bobinado a partir de una sola pieza serpentina ininterrumpida de alambre plano.

Elimina la mayoría de las uniones tradicionales de soldadura y torsión, reduciendo las pérdidas eléctricas y mejorando la confiabilidad. Requiere un diseño de estator de ranura abierta para alimentar las ondas continuas radialmente.

 

Bobinados de una y doble capa:

Las versiones de una sola capa son simples y económicas, mientras que las de doble capa entregan mayor densidad de potencia y rendimiento superior.

Bobinado de una sola capa, ideal para motores pequeños, este método coloca un lado de la bobina por ranura, simple y rentable es ideal cuando la compactibilidad no es una preocupación.

 

Bobinado de doble capa, este método, que se encuentra en motores más grandes o más potentes, utiliza dos lados de bobina por ranura—uno encima del otro—para impulsar densidad de potencia y eficiencia. Son ideales para motores más grandes que necesitan mejor rendimiento, mayor densidad de potencia y más ramas paralelas.

 

  

Estatores segmentados: Se refiere a cómo está construido físicamente el estátor del motor.  Un estator segmentado es un núcleo fijo de motor eléctrico formado por varias piezas independientes unidas entre sí, en lugar de ser un anillo metálico continuo.

En lugar de fabricar el estátor como un solo anillo completo de metal, el núcleo se divide en "segmentos" o dientes individuales que se bobinan por separado y luego se ensamblan como piezas de un rompecabezas.Su función facilita enormemente la fabricación automatizada, permite aprovechar mejor el espacio de la ranura con cobre (mayor factor de llenado) y reduce costos de material.

 

Un estator segmentado utiliza múltiples segmentos de núcleo separados en lugar de una estructura de anillo continua. Debido a este diseño, los fabricantes pueden mejorar significativamente el acceso a las bobinas. Como resultado, aumenta la eficiencia de producción. Aplicaciones del estator de segmento: Los estatores de segmento se utilizan ampliamente en: motores de tracción para vehículos eléctricos, motores industriales de alta potencia, sistemas de automatización,  sistemas de accionamiento compactos.

 

Los sistemas de bobinado en horquilla a menudo utilizan estructuras de estator segmentadas. Beneficios de los estatores de segmento: Inserción de bobinado más fácil, mejor  factor de llenado de ranuras, automatización mejorada,  mayor consistencia en la producción.  Mejor gestión térmica, como consecuencia los estatores de segmento se están volviendo cada vez más populares en la fabricación moderna de vehículos eléctricos.

 

Refrigeracion

La refrigeración del estator  del motor es uno de los desafíos más críticos en los vehículos eléctricos, ya que un exceso de calor reduce la eficiencia y puede destruir el aislamiento del motor. El diseño del bobinado determina por completo cómo y qué tan rápido se puede evacuar ese calor. Aquí se detallan las diferencias de refrigeración entre los tres diseños principales:

Métodos de enfriamiento según el diseño

Bobinado Hairpin: Se complementa de manera ideal con camisas de agua glicolada que envuelven el exterior del estator, o mediante el rociado directo de aceite en los extremos soldados. Su alta densidad de llenado evita que el calor se quede atrapado en el centro de la ranura.

 

Bobinado Concentrado: Al dejar más espacio libre entre las bobinas de dientes adyacentes, permite introducir canales de ventilación forzada o inyectar aceite refrigerante directamente en las zonas críticas sin obstrucciones.

 

Bobinado Distribuido: Suele requerir sistemas de enfriamiento por aceite inundado o chorros directos a alta presión sobre las voluminosas cabezas de bobina para compensar su baja conductividad térmica interna.

 

Algunos ejemplos que elige la industria del  vehículo eléctrico

En la industria actual de vehículos eléctricos, las marcas líderes han convergido de forma masiva hacia el bobinado tipo Hairpin (de hilo plano o de horquilla). Aunque tradicionalmente se utilizaba el hilo redondo distribuido por ser más económico de configurar en fábricas, la necesidad de maximizar la autonomía, la potencia y el espacio ha convertido al bobinado Hairpin en el estándar absoluto de la industria automotriz.

Así es exactamente cómo configuran sus estatores los gigantes del sector:

Porsche: Los pioneros del rendimiento

Tipo de bobinado: Hairpin  de alta precisión. Porsche fue una de las marcas precursoras en implementar esta tecnología a gran escala con el lanzamiento del Porsche Taycan.

Sus motores síncronos de imanes permanentes (PSM) necesitan entregar un par masivo de forma repetida sin perder potencia.

 

Al cambiar el hilo redondo por barras rectangulares de cobre soldadas con láser, aumentó el factor de llenado de las ranuras del estator de un 45% tradicional a casi un 70%. Esto se traduce en una aceleración constante y una refrigeración líquida sumamente eficiente para evitar la degradación térmica.

 

Tesla: La transición hacia la eficiencia masiva

Tipo de bobinado: Hairpin (Flat Wire, barras de cobre rectangulares y gruesas, con forma de horquilla en U) evolucionado. Durante años, Tesla utilizó bobinados distribuidos de hilo redondo (como en los primeros Model S y Model X).

Sin embargo, la marca reconfiguró por completo sus líneas de producción de motores (como la unidad motriz 3D6 de los Model 3 y Model Y) para adoptar bobinados Hairpin de conductor plano. Prioriza el costo de fabricación a escala mundial y la eficiencia energética.

 

Las horquillas de cobre compactas les permitieron diseñar motores sustancialmente más pequeños y liviano con un régimen de giros muy alto (alcanzando las 19.000 rpm). Incluso optimizó el proceso eliminando la capa de barniz aislante en los extremos soldados para simplificar el ensamblaje y abaratar costos.

 

 BYD: Integración vertical y multicapa

Tipo de bobinado: Hairpin multicapa (I-Pin / Wave Winding).  Como el mayor fabricante mundial de vehículos enchufables, BYD aplica la tecnología de bobinado plano de horquilla tanto en sus modelos 100% eléctricos (como el Dolphin o el Seal) como en sus plataformas híbridas enchufables DM-i.

 

Destaca por diseñar motores que buscan mantener una meseta de eficiencia muy alta (entre 85% y 90%) durante la conducción diaria en el tráfico real, en lugar de buscar solo picos de potencia máxima. El uso de estatores bobinados con barras planas les permite reducir drásticamente las pérdidas de cobre y calor, integrando el motor en conjuntos ultracompactos "8 en 1" donde el espacio es milimétrico.

 

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                    2026.-