Los vehículos eléctricos propulsados por carretera ( RPEV ) [1] (a veces llamados vehículos eléctricos propulsados por carretera) recogen cualquier forma de energía potencial de la superficie de la carretera para suministrar electricidad a los motores de las locomotoras y al equipo auxiliar dentro del vehículo.
Un vehículo eléctrico propulsado por carretera puede definirse como una cápsula de transporte con las siguientes características:
Por lo tanto, un vehículo eléctrico propulsado por carretera incluye necesariamente un sistema para suministrar electricidad desde una fuente de energía externa (como una central eléctrica remota ) a través de una red de elementos de acoplamiento de energía que proporcionan una conexión de energía integral y continua entre el origen y el destino.
En la patente de EE.UU. 6421600 estos elementos de acoplamiento de potencia son bobinas de transmisión electromagnética embebidas en la calzada y bobinas de recepción que son eléctricamente resonantes , de modo que convierten el flujo magnético sobre la calzada en energía eléctrica en el vehículo, que es totalmente independiente, ya que no existe enlace mecánico ni eléctrico. La versión de patente de RPEV citada también incluye:
Los vehículos eléctricos en línea (OHV) utilizan un equipo de captación debajo del vehículo y luego recolectan energía a través de inducción magnética sin contacto, lo que puede implicar un diseño eléctrico similar.
Los trolebuses utilizan cables aéreos que también podrían usarse para automóviles, como se muestra en una fotografía (derecha) publicada por una revista enciclopédica alrededor de 1910.
Las líneas eléctricas aéreas gemelas suelen ser conductores de cobre con una superficie plana, que se sostienen mediante un cable catenario de acero. Un poste o pantógrafo se extiende desde el vehículo y presiona "zapatillas" o "patines" contra los conductores para completar el circuito. Estos contactos de las zapatas o patines suelen estar recubiertos de grafito o tienen un bloque de carbono para reducir la fricción y garantizar una buena conexión eléctrica (baja resistencia).
Como los autobuses son programados, los conflictos de tráfico son poco frecuentes. Si la infraestructura de doble línea aérea fuera utilizada aleatoriamente por usuarios privados, entonces se requeriría algún tipo de sistema de gestión. El más simple sería proporcionar a los vehículos cierta autonomía limitada para que pudieran simplemente desconectarse al llegar a cada intersección y volver a conectarse al siguiente tramo. Un sistema de gestión de tráfico más sofisticado, como el propuesto en la patente de EE. UU. 6421600 (arriba) podría facilitar el tránsito en los casos en que haya muchos vehículos que deseen obtener energía de una sección particular de la infraestructura.
Las mejoras recientes en el diseño de trolebuses incluyen la conexión y desconexión automática de los postes de energía, ya sea por parte del conductor o en caso de desconexión mecánica de los cables aéreos, de modo que el conductor puede mantener el control, utilizando la energía de la batería de a bordo. Los mejores materiales y el modelado de la dinámica del movimiento permiten velocidades de hasta aproximadamente 80 km/h, de modo que el comportamiento del trolebús es flexible y totalmente comparable con el rendimiento de un vehículo autónomo normal, incluso en cruces y cruces de carreteras [2].
El suministro de energía a nivel del suelo es una alternativa a las líneas eléctricas aéreas. La versión más común es el sistema de recolección de corriente por conducto , donde el suministro de energía se lleva a cabo en un canal o bóveda debajo de la calzada. Se trata de un tubo, abierto en la parte superior para permitir que una cuchilla entre y extienda las patines contra los conductores de energía, que están a ambos lados de la ranura de apertura de acceso, cerca de la parte superior del canal. La disposición está diseñada de manera que las superficies activas no se puedan alcanzar con la mano, y la parte inferior del conducto proporciona drenaje para eliminar el agua.
La energía por conductos se diseñó por primera vez en la era del vapor (c. 1900), cuando la energía se transmitía mecánicamente desde una serie de tornillos giratorios impulsados por vapor, como se muestra en la ilustración (izquierda) también publicada por Harmsworth Popular Science .
Un diseño más reciente de suministro de energía a la calzada utilizado por el tranvía de Burdeos consiste en paneles alternativos (de línea y neutro) que solo reciben energía mientras se encuentran debajo del tranvía. Este sistema se denomina APS (del francés: Alimentation par Sol , que en español significa alimentación por debajo de la superficie).
En el Zoológico Grand Park de Seúl, en Corea del Sur, se utilizaba un área de estacionamiento con una red eléctrica elevada para recargar vehículos eléctricos [ cita requerida ] . Esto era similar a un sistema de autos chocadores de feria que permitía recargar las baterías de los vehículos, antes de la introducción del sistema de vehículos eléctricos en línea OLEV más moderno . La ventaja era que los vehículos se podían estacionar al azar, según fuera conveniente, y no había necesidad ni del peligro de tropiezo de los cables colgantes que utilizan la mayoría de los vehículos eléctricos ni de la complicada alineación precisa de los postes conductores que necesitan los trolebuses .
Una forma alternativa de acoplamiento electromagnético se denomina motor lineal, desarrollado por primera vez por el profesor Eric Laithwaite en el Imperial College de Londres en la década de 1960.
En lugar de suministrar directamente energía a los motores eléctricos o cargar las baterías de a bordo, el RPEV está equipado con imanes que se impulsan horizontalmente de la misma manera que se impulsa el rotor de un motor eléctrico convencional para que gire. Un motor lineal funciona exactamente de la misma manera que un motor redondo que se ha partido por la mitad, se ha colocado plano y se ha extendido.
Los sistemas Shanghai Transrapid y Bombardier Advanced Rapid Transit son ejemplos prácticos de este tipo de tecnología RPEV aplicada a los sistemas de transporte ferroviario (a veces llamados ferrocarriles, especialmente en EE.UU.).
Los trenes de levitación magnética utilizan la repulsión magnética para soportar el peso del carro y para impulsar el vehículo hacia adelante, por lo que no se necesitan ruedas. Los trenes de levitación magnética se desplazan efectivamente sobre una ola magnética, de manera similar a como un surfista se desplaza sobre una ola en el mar.