¿Por qué los motores eléctricos producen un par máximo al instante frente a los motores de gasolina?

En un foro separado, alguien preguntó por qué los autos eléctricos no tienen transmisiones.

La respuesta simple fue que los autos eléctricos producen un par máximo a cualquier RPM, pero el motor de gasolina necesita acelerar hasta ciertas RPM para producir cifras similares de potencia y par.

¿Alguien puede explicar por qué es así?

Respuestas (3)

El par en casi todas las máquinas eléctricas es una función de la corriente. Para las máquinas de imanes permanentes, el par es aproximadamente proporcional a la corriente y para las máquinas de bobinado en serie, el par es aproximadamente proporcional a la corriente al cuadrado. Entonces, si puede obtener la corriente rápidamente, lo que es más fácil en reposo, quemará caucho.

Buen punto, será útil la explicación de por qué los motores de gasolina producen torque a ciertas rpm
@Anarach requiere una explicación bastante larga, pero una versión corta sería porque los motores de combustión interna, a diferencia de los motores eléctricos, requieren aire para generar par. Y el par depende de qué tan bien se ingiere el aire: eficiencia volumétrica. La eficiencia volumétrica depende de las RPM del motor, razón por la cual dicho motor genera el par más alto en un determinado punto de RPM.
También hay MUCHOS factores que intervienen en el par máximo de RPM que se obtiene. Diámetro interior, carrera, número de cilindros, relación de compresión, número de válvulas, tamaño de las válvulas, elevación y duración de las levas, tamaño de las lumbreras, longitudes de las lumbreras, restricciones en la admisión y el escape

Para ampliar la respuesta de @Autistic...

No hay necesidad de una transmisión con un vehículo eléctrico (suponiendo que la velocidad y las características del motor coincidan con la aplicación; para aplicaciones en las que este no es el caso, los motores eléctricos a menudo se acoplan con una caja de cambios para (generalmente) reducir la velocidad de salida del motor a algo utilizable) porque un motor eléctrico produce un par máximo a 0 RPM.

Un motor eléctrico es básicamente un cortocircuito: es solo un trozo largo de cable enrollado en una bobina. Lo único que evita que un motor dispare su disyuntor o queme su fusible es la EMF (fuerza electromagnética) inversa que se genera cuando el motor está girando. Como resultado, cuando se detiene el motor (o cuando algo intenta reducir la velocidad del motor, como cuando se le pide a un automóvil que suba una colina), inicialmente hay una gran irrupción de corriente. Esta corriente cambiante en los devanados del motor produce la creación de un campo magnético y el campo magnético cambiante es lo que genera la fuerza contraelectromotriz que resiste la corriente que atraviesa el motor. Entonces, a medida que el motor alcanza la velocidad, la corriente (y el par) se reducen hasta que se alcanza un equilibrio.

Pero ese no es el caso con un motor de combustión interna, tienen que estar girando para producir cualquier par y, por lo general (¿siempre?) Tienen un rango de RPM relativamente estrecho en el que desarrollan el mejor par. La transmisión proporciona una forma de hacer coincidir la velocidad del vehículo con el rango de RPM en el que el motor produce su mejor par.

La razón principal por la que ICE no proporciona un alto par (potencia) instantáneo se debe al tiempo que se tarda en reducir varias marchas para entrar en su rango de alta potencia. Los motores eléctricos suelen estar cerca de su máxima potencia tanto a velocidades más bajas como más altas. Es decir, a la mitad de las rpm máximas, puede producir el doble de par en comparación con el par producido a las rpm máximas, en cuyo caso la potencia máxima se produce tanto a la mitad como a las RPM completas. Pocos motores ICE pueden producir la potencia máxima en todo el rango de RPM como lo hace un motor eléctrico, aunque con el control electrónico moderno de un supercargador/turbo ICE, uno podría acercarse una vez fuera del rango de ralentí alto.

Empiezas hablando de par, luego de entrar en el "rango de alta potencia", que se refiere a los caballos de fuerza... hay una relación entre TQ y HP, pero no son lo mismo. La verdad es que lo que dices no tiene mucho sentido.