Física i eficiència automobilística

Per què es dispara tant el consum en un elèctric amb remolc o caravana?

Anàlisi termodinàmica i aerodinàmica: per què un dièsel només augmenta un 35% el seu consum mentre un elèctric pot arribar a duplicar-lo (+100%).

Simulación aerodinámica de remolque en vehículo eléctrico

Simulador dinàmic de remolc i consum

Compara en temps real l'impacte d'arrossegar diferents tipus de remolcs o accessoris de bola en un elèctric davant de motors dièsel o gasolina.

Només vehicle
Referència base sense càrrega exterior
Portabicicletes a la bola
2-3 bicicletes (+20% Cd·A, +45 kg)
Remolc lleuger / motos
Càrrega baixa sense fre (<750 kg, +35% Cd·A)
Caravana plegable / Teardrop
Perfil aerodinàmic baix (750 kg, +75% Cd·A)
Caravana mitjana estàndard
Cos rígid alçada 2.4m (1.200 kg, +180% Cd·A)
Gran caravana doble eix / Van
Gran volum alçada 2.6m (1.650 kg, +250% Cd·A)
90 km/h
70 km/h 90 km/h (legal España) 120 km/h
La potència aerodinàmica requerida creix de forma cúbica amb la velocitat
Costos d'energia de referència
Consum estimat
33.8 kWh/100km
Només cotxe: 17.2 kWh/100km
Increment de consum
+96.5%
Casi el doble de energía
Autonomia real
179 km
Pèrdua d'autonomia: -172 km (-49%)
Cost cada 100 km
8.45 € / 100 km
Només cotxe: 4.30 € / 100 km
On va l'energia demandada?
Resistència aerodinàmica (Cd·A) 74%
Resistència a la rodadura 16%
Pendent i inèrcia 4%
Pèrdues del motor (tèrmiques/inversor) 6%
Només vehicle vs Amb remolc
Comparativa directa: elèctric vs dièsel vs gasolina a igual velocitat
Concepte Elèctric (Atto 3) Dièsel 2.0 TDI Gasolina 1.5 TSI
Consum només cotxe 17.2 kWh/100km 5.8 L/100km 6.9 L/100km
Consum amb remolc 33.8 kWh/100km 9.4 L/100km 11.8 L/100km
Sobrecost energètic (%) +96.5% +62.0% +71.0%
Autonomia només cotxe 351 km 948 km 724 km
Autonomia amb remolc 179 km 585 km 423 km
Pèrdua d'autonomia (%) -49.0% -38.2% -41.5%
Cost per cada 100 km 8.45 € 14.10 € 17.70 €
Energia útil equivalent a bord ~54 kWh útiles (60.5 kWh bat) ~190 kWh útiles (550 kWh brutos) ~145 kWh útiles (445 kWh brutos)
Pilar 1: Termodinàmica

La paradoxa de l'eficiència del motor (mapa BSFC vs 90% elèctric)

El motor elèctric d'un BEV té una eficiència basal descomunal: entre el 88% i el 94% tant a punta de gas com a fons. Com que gairebé no dissipa pèrdues residuals, cada watt extra de resistència física s'extreu directament de la bateria.

Per contra, un motor de combustió interna (ICE) és summament ineficient a càrregues baixes (només un 20-25% en gasolina i 30-35% en dièsel), perdent el 70-80% del combustible en calor. En acoblar una caravana, la demanda de parell augmenta i el motor entra en la seva zona òptima de rendiment (mapa BSFC), pujant al 35-42%.

Dit d'una manera senzilla: el motor tèrmic 'esmorteeix' l'esforç tornant-se termodinàmicament més eficient sota càrrega pesant, mentre que el motor elèctric no pot amagar el sobreesforç perquè ja era gairebé perfecte.

Pilar 2: Densitat energètica

La mida del dipòsit: 60 kWh davant de 550 kWh químics

Un dipòsit dièsel de 55 litres emmagatzema uns 550 kWh d'energia química bruta (~190 kWh útils després de pèrdues tèrmiques). En canvi, la bateria d'un Atto 3 emmagatzema 60.5 kWh bruts (l'equivalent a només 6 litres de carburant).

Quan arrosseguem una caravana gran i l'energia requerida per quilòmetre es duplica (de 18 a 36 kWh/100km al BEV, o de 6.0 a 9.5 L/100km al dièsel):

A l'elèctric, esgotar 60.5 kWh a ritme de 36 kWh/100km redueix l'abast de 340 km a només 165 km (-52%). Al dièsel, passar de 6.0 a 9.5 L/100km redueix l'autonomia de 915 km a 575 km, la qual cosa continua sent un rang de viatge folgat que a més es recarrega en 3 minuts a qualsevol assortidor.

Pilar 3: Aerodinàmica

El mur aerodinàmic i la llei cúbica de potència (P ∝ v³)

La força de resistència de l'aire depèn directament del factor de forma i àrea frontal: Fd = 0.5 · ρ · v² · (Cd · A). Els cotxes elèctrics moderns estan esculpits per oferir coeficients baixíssims (l'Atto 3 té un Cd de 0.29 amb un Cd·A d'aprox. 0.75 m²).

Una caravana tradicional és una autèntica paret vertical (Cd de 0.70 a 0.85 i àrea de 4.8 m²). En enganxar-la, es trenca el flux laminar a la part posterior i el Cd·A conjunt es triplica fàcilment.

Atès que la potència requerida per vèncer l'aire creix amb el cub de la velocitat, apujar el creuer de 80 km/h a 100 km/h amb caravana incrementa el consum aerodinàmic en un 45% addicional.

Pilar 4: Recuperació d'energia

Frens mecànics d'inèrcia i pèrdua de regeneració

En un viatge habitual en elèctric, la frenada regenerativa recupera entre el 70% i el 85% de l'energia cinètica en desacceleracions i baixades de ports.

Tanmateix, els remolcs i caravanes de més de 750 kg equipen frens mecànics d'inèrcia obligatoris. Quan el cotxe elèctric frena, la llança del remolc es comprimeix i acciona les sabates de tambor del remolc.

Tota l'energia cinètica de la caravana es dissipa en forma de calor als seus propis tambors, impedint que el motor elèctric la capturi per recarregar la bateria.

Guia pràctica per viatjar amb remolc o caravana en un elèctric

Estratègies de conducció, logística de recàrrega en ruta i normatives d'homologació.
1. La regla dels 85-90 km/h

La velocitat màxima per a turismes amb remolc a l'autopista és de 80 a 90 km/h. Mantenir el creuer entre 85 i 90 km/h en lloc de circular a 100 km/h pot estalviar fins a un 25% de bateria.

2. Logística de carregadors: Drive-Through vs bateria

La majoria de punts de càrrega ràpida estan dissenyats en bateria. En arribar amb caravana, bloquejaràs el carril o t'obligarà a desenganxar. Planifica parades en estacions 'Drive-Through' (com algunes d'Ionity o Zunder) o desenganxa en un aparcament annex abans de connectar.

3. Homologació i pesos (MMR a BYD Atto 3)

Consulta sempre la fitxa tècnica. El BYD Atto 3 homologa 750 kg de massa màxima remolcable amb o sense fre, i una càrrega vertical màxima sobre bola (S-load) de 50 a 75 kg. No excedeixis mai aquests valors.

4. Pressió de pneumàtics i repartiment de massa

Un pneumàtic de remolc desinflat pot disparar la resistència a la rodadura un 15%. Revisa la pressió en fred abans de sortir. Col·loca els pesos pesants sobre l'eix del remolc i assegura 40-60 kg de pes sobre la bola per evitar balancejos.

Mites i preguntes freqüents

No. A diferència d'un motor tèrmic amb embragatge que pateix en arrencades en pendent, el motor elèctric lliura el parell màxim des de zero revolucions amb refrigeració líquida activa i transmissió directa. L'únic impacte és el consum energètic més gran.

L'esforç continu eleva lleugerament la taxa C de descàrrega (de 0.3C a 0.6C), però les cel·les Blade LFP estan dissenyades per suportar taxes de 2C a 3C de manera contínua sense alteració química. La gestió tèrmica mantindrà la bateria entre 25 i 35°C.

Sí, els nous 'e-trailers' incorporen el seu propi paquet de bateries (15-30 kWh) i motors a l'eix que assisteixen el cotxe en pujades i regeneren en baixades, aconseguint que el consum de l'elèctric amb prou feines variï.

Carregant a casa abans de sortir i fent 2 recàrregues ràpides en ruta (a 0,40-0,45 €/kWh), el cost ronda els 14-16 €/100 km (~75 €). En un dièsel amb consum de 9.5 L/100km a 1,50 €/L, el cost és de 14,25 €/100 km (~71 €). El cost és pràcticament idèntic.