Si el almacenamiento de energía no fuera un problema, ¿qué tecnología proporcionaría una mejor potencia / velocidad en un vehículo (automóvil, avión, bote, etc.), un motor eléctrico o un motor de combustible fósil?

Los motores eléctricos son fantásticos para la propulsión de vehículos.

  • Tienen un par más alto a velocidades más bajas, lo que los hace extremadamente buenos a una aceleración rápida a baja velocidad o desde un arranque de pie. De hecho, un motor eléctrico puede producir un par máximo cuando está parado, mientras que los motores de combustible fósil no producen ningún par cuando está parado. También se pueden construir para operar a RPM máximas extremadamente altas. Además de los impresionantes tiempos de un cuarto de milla, esto significa que puede eliminar el embrague o el convertidor de par del vehículo y reducir la cantidad de relaciones de transmisión. ¡El Tesla Roadster y el Modelo S solo tienen una velocidad de transmisión única! Esto reduce la velocidad máxima a solo 120-130 mph, pero de todos modos no debe conducir tan rápido. (Una transmisión de dos velocidades eliminaría este límite.) Compare con los vehículos de combustible fósil, que usan velocidades de transmisión de 4-6 para mantener el motor funcionando en un rango óptimo de RPM. Eso es complejidad mecánica y peso adicionales.
  • Son extremadamente eficientes, capaces de superar el 95% de conversión de energía eléctrica a energía mecánica. La eficiencia de Carnot limita los motores de combustible fósil al rango de eficiencia del 20-40% para la mayoría de los motores (aunque a veces es tan alto como ~ 60% para los motores marinos grandes). Ahora, la generación de energía y el almacenamiento lo hacen mucho más complejo. Quemar carbón para hacer funcionar su automóvil eléctrico es aproximadamente la misma eficiencia total que quemar petróleo en su automóvil convencional. Pero la capacidad de cargar vehículos con energías renovables de bajo costo como la energía eólica nocturna hace que los motores eléctricos sean potencialmente 2-3 veces más eficientes.
  • Utilizan controles electrónicos de alta respuesta en lugar de reguladores mecánicos y reguladores. Menos piezas móviles, más fiabilidad. Incluso puede colocar su fuente de energía / motor principal en el extremo opuesto del vehículo de los motores, sin preocuparse por los ejes giratorios largos y las juntas en U. Las grandes embarcaciones marinas ahora a menudo usan generadores diesel para hacer funcionar motores eléctricos, porque el control electrónico de frecuencia variable es simplemente mejor para hacer funcionar hélices que la conducción directa desde motores diesel.
  • Se pueden ejecutar “en reversa” para proporcionar frenado regenerativo y recuperar potencia al desacelerar el vehículo. Los vehículos de combustible fósil no pueden hacer esto de una manera tan fácil.
  • Puede utilizar económicamente un motor más pequeño por rueda en lugar de un motor grande. Esto reduce el centro de masa del vehículo y ayuda con los sistemas avanzados de control de tracción que regulan la velocidad de las ruedas.

Hay algunas cosas en las que los motores de combustible fósil son aún mejores:

  • El almacenamiento de energía es enormemente mejor con los combustibles fósiles. Las baterías son ridículamente pesadas, y nos estamos quedando sin opciones en la tabla periódica para hacerlas más ligeras. Cargar una batería es mucho más lento que llenar un tanque de gasolina, incluso con sistemas de carga de muy alta potencia como el Supercharger de Tesla. Cuando observa vehículos con un gran consumo de energía que requieren tiempos de respuesta rápidos, como los aviones, la carga / carga rápida es increíblemente importante. También puede poner gasolina y diesel de repuesto en un tanque en su garaje, mientras que no puede cargar un vehículo eléctrico si se va la luz (como después de un desastre natural). Las baterías tienen una vida útil limitada en ambos años y ciclos de carga (aunque esto está mejorando).
  • La simplicidad y la facilidad de mantenimiento son mucho mejores para aplicaciones de motores pequeños como cortadoras de césped y motocicletas. Un motor de gasolina de dos tiempos es ligero, simple y potente. Una persona moderadamente útil puede desmontar un motor de combustible fósil y volver a armarlo, pero desmantelar motores eléctricos de alta potencia, circuitos de carga y bancos de baterías puede variar de imposible a peligroso.
  • Los materiales que se utilizan para fabricar un motor de gasolina son más comunes y más fáciles de trabajar que, por ejemplo, un motor eléctrico de imán permanente de tierras raras. Tenemos cien años de experiencia en la construcción de motores de combustión interna para uso en vehículos.

Esta no es una lista exhaustiva. Hay muchas consideraciones prácticas que intervienen en la selección del motor. Los motores eléctricos ya son una mejor opción para muchas aplicaciones, como trenes de carga y automóviles de alto rendimiento. Si el problema de almacenamiento se resuelve de alguna manera, verá muchos más motores eléctricos en vehículos nuevos después de eso.

El motor eléctrico puede dar más potencia que el motor de combustible fósil. Como puede ver, la fuerza electromagnética es la segunda fuerza más fuerte entre las fuerzas naturales. Y la reacción química se rompe y forma enlaces que liberan menos energía que la aplicación de la fuerza electromagnética. entonces el motor es más poderoso que el motor.