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Los sistemas electrónicos del automóvil son una fuente de interferencias electromagnéticas.
Muchas de ellas se eliminan fácilmente utilizando métodos de ingeniería, como el encaminamiento de los pares de señales en forma de pares trenzados y la selección de la impedancia de la vía de transmisión.
A veces es más fácil garantizar el cumplimiento de los requisitos impuestos por la compatibilidad electromagnética cambiando las ondas electromagnéticas por otro tipo de radiación, es decir, la luz.
En los últimos años, ha aumentado el número de dispositivos capaces de causar interferencias, por lo que la IEM transmitida por campos magnéticos y los fenómenos relacionados se están convirtiendo en un elemento importante de las pruebas.
Los requisitos para cumplir determinadas normas están haciendo que los fabricantes busquen soluciones CEM alternativas.
Las interferencias electromagnéticas en los vehículos eléctricos están obligando a los fabricantes a desarrollar y utilizar materiales innovadores en el automóvil.
En la práctica la electrónica del automóvil debe blindarse con blindaje metálico para mantener las interacciones entre los módulos a un nivel aceptable.
Como ya se ha mencionado, este apantallamiento aumenta los costes en la fase de producción, así como el peso de los vehículos eléctricos.
Por ello, se están buscando otros materiales más ligeros y baratos para reducir los campos electromagnéticos.
Los componentes más pequeños pueden protegerse de los campos electromagnéticos mediante:
plásticos de nanotubos de carbono (proporcionan una buena conductividad eléctrica con poca adición de material)
compuestos de fibra metálica (polímeros reforzados con fibras metálicas cortas, por ejemplo de cobre o aluminio)
Un enfoque interesante del tema puede ser utilizar componentes que son un residuo en otro proceso de producción.
Se están realizando investigaciones utilizando materiales de desecho en forma de mineral de zinc.
Una proporción del 80-90% del mineral y la creación de un compuesto con PVC da como resultado una reducción de la señal del 80%.
Cuanto mayor sea la proporción de PVC, menor será la eficacia de atenuación.
La búsqueda de materiales de apantallamiento que puedan utilizarse en aplicaciones automovilísticas sigue su curso.
Las ondas electromagnéticas pueden atenuarse en los automóviles utilizando materiales compuestos.
Para los componentes de mayor tamaño, se utilizan:
plásticos con cobre o aluminio (buena conductividad con un peso relativamente bajo)
compuestos de polímeros con adición de fibras de carbono (combinan la ligereza de los polímeros con la conductividad de las fibras de carbono).
Durante la fase de diseño de los vehículos eléctricos, no se pueden pasar por alto las interferencias que representan los impulsos generados por los rayos.
La carrocería de los automóviles, incluidos los eléctricos e híbridos, actúa como una jaula de Faradayque proporciona una protección básica contra las descargas de rayos.
Las baterías y otros componentes de alta tensión están además aislados y protegidos.
Esto reduce el riesgo de daños en caso de que caiga un rayo.
Los rayos que caen muy cerca pueden inducir fuertes corrientes en los sistemas electrónicos y los cables.
Por ello, se utiliza un blindaje adicional de los componentes electrónicos clave: sistemas de protección contra sobretensiones y filtros EMI (interferencias electromagnéticas).
Para garantizar que la corriente inducida no pueda aparecer en las redes de interconexión, se utiliza el aislamiento galvánico entre los distintos sistemas del vehículo.
Las interferenciaselectromagnéticas afectan a los sistemas electrónicos.
Algunos de ellos son sensibles por su propio principio de funcionamiento, como los desfibriladores cardioversores o los estimuladores nerviosos utilizados en medicina.
Existen informes aisl ados de pacientes que experimentan malestar o ansiedad al utilizar coches eléctricos, pero es difícil atribuir claramente estas sensaciones a las interferencias electromagnéticas.
Puede existir un mayor riesgo en las proximidades de estaciones de carga rápida de alta potencia, aunque incluso en estos casos los incidentes reales son raros.
Muchos informes destacan el hecho bastante obvio de que la probabilidad de problemas aumenta con la potencia del dispositivo.
Es importante ser consciente de que los cargadores rápidos tienen capacidades de potencia que superan los 100 kW.
Su producción de campos electromagnéticos es inevitable.
En este caso, sin embargo, se pueden utilizar los métodos clásicos, es decir, el apantallamiento con blindaje de metales pesados.
La investigación caracteriza las fuentes de perturbaciones en el automóvil desde varios aspectos.
Uno de ellos se subdivide en los lugares donde se generan.
Los puntos más importantes donde se generan las interferencias electromagnéticas son:
a) Inversor (inversor):
Genera interferencias de alta frecuencia (de varias decenas de kHz a MHz).
Se caracteriza por picos de tensión agudos al conmutar los transistores.
(b) Motor eléctrico:
Emite interferencias de baja frecuencia (hasta unos pocos kHz).
Características dependientes de la velocidad.
(c) Cargador de a bordo:
Genera interferencias durante la carga (50/60 Hz y sus armónicos).
Puede emitir ruidos de alta frecuencia.
d) Sistema de gestión de la batería (BMS):
Emite interferencias de baja potencia, pero en un amplio espectro de frecuencias.
e) Convertidores CC/CC:
Generan interferencias con una frecuencia de conmutación fija (normalmente varias decenas de kHz).
El uso de métodos de dispersión del espectro permite reducir las interferencias.
La interferencia con los sistemas de acceso sin llave de los coches eléctricos e híbridos es una cuestión interesante y compleja.
Las interferencias pueden provocar la imposibilidad de abrir/cerrar el vehículo o de arrancarlo.
El problema puede afectar no sólo al coche que genera la interferencia, sino también a los vehículos cercanos.
El alcance de estas interferencias suele ser de unos metros a decenas de metros, en función de la intensidad de la emisión y de las condiciones ambientales.
Los datos proporcionados por los usuarios informan de molestias que también afectan a la seguridad.
Las correlaciones entre el estacionamiento cerca de las estaciones de carga y los problemas que se producen son evidentes.
Los informes hablan de la imposibilidad de abrir los coches aparcados junto a los VE de carga.
Por ejemplo, los propietarios de un BMW i3 han informado de problemas para abrir los coches aparcados cerca de las estaciones de carga.
Además, hay problemas para arrancar los vehículos cerca de las estaciones de carga en funcionamiento.
A veces, los problemas descritos pueden remediarse a distancia.
Algunos fabricantes han introducido actualizaciones de software para reducir las emisiones interferentes.
Otros recomiendan mantener la llave en una posición especial o más cerca del vehículo en situaciones problemáticas.
La industria del automóvil trabaja activamente para minimizar estos problemas, y cada nueva generación de vehículos eléctricos y sistemas de acceso sin llave suele ser mejor en este aspecto que la anterior.
Los vehículos eléctricos e híbridos, a pesar de sus avanzados sistemas de protección, muestran cierta susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas.
Esta susceptibilidad se debe al gran número de sistemas electrónicos y eléctricos avanzados que son cruciales para el funcionamiento de estos vehículos.
El vehículo es también un conjunto de receptores y, por tanto, las señales (interferencias) pueden afectar a áreas como:
Sistemas de asistencia al conductor.
Los sensores de radar y las cámaras pueden ser susceptibles de sufrir interferencias, lo que puede afectar al funcionamiento de sistemas como el control de crucero adaptativo o el asistente de carril.
Sistemas de navegación y comunicación. El GPS y las comunicaciones móviles pueden verse perturbados por campos electromagnéticos intensos, por ejemplo, en las proximidades de una línea eléctrica de alta tensión.
Errores en las lecturas de los sensores: pueden provocar información incorrecta en el salpicadero o un funcionamiento defectuoso de los sistemas de asistencia al conductor.
Mal funcionamiento de los sistemas de seguridad. En casos extremos, el campo magnético podría interferir con los sistemas ABS o de control de tracción.
La interferencia podría dar lugar a lecturas incorrectas de los sensores de velocidad de las ruedas, lo que podría afectar al rendimiento de frenado.
Sistemas de confort.
Los sistemas de audio son especialmente susceptibles a las IEM, que pueden manifestarse como ruido o interferencias en el sonido. Pantallas táctiles y sistemas de infoentretenimiento: pueden experimentar fallos o inestabilidad en presencia de campos electromagnéticos intensos.
Sistemas de conectividad Wi-Fi y Bluetooth: se utilizan para la comunicación con los dispositivos móviles y las actualizaciones de software.
Son propensos a las interferencias, especialmente cuando funcionan en entornos urbanos muy concurridos.
Los métodos utilizados para contrarrestar estas interferencias -además del blindaje ya comentado, que es estándar- son también otros:
Redundancia del sistema: los sistemas críticos suelen duplicarse para garantizar su fiabilidad.
Filtrado adaptativo: uso de algoritmos de filtrado inteligentes que se adaptan a las condiciones cambiantes de la IEM.
Actualizaciones de software: las actualizaciones periódicas pueden mejorar la resistencia de los sistemas a las IEM mediante la optimización de los algoritmos de procesamiento de señales.
Con el desarrollo de la tecnología de los vehículos eléctricos, la cuestión de la IEM se está volviendo más compleja. La introducción de sistemas de carga inalámbricos y el aumento de la potencia de los cargadores crean nuevos retos. Al mismo tiempo, los avances en materiales y técnicas de apantallamiento permiten reducir la IEM de forma cada vez más eficaz.
Las interferencias electromagnéticas constituyen un reto importante en el desarrollo de la e-movilidad. Requieren una investigación y una innovación continuas para garantizar la seguridad y la fiabilidad de los vehículos eléctricos e híbridos en un entorno cada vez más saturado de electromagnetismo. Al conducir un coche eléctrico, el conductor se convierte en usuario de muchas tecnologías, no sólo de las estrechamente relacionadas con la electrónica.
