Reportajes
TIPOS DE BATERIAS EN VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
Enero 2022 / Israel Bac
En la actualidad dentro del sector del automóvil existen diferentes tipos de baterías para los vehículos electrificados(ya sean hibridos autorrecargables o HIBRID,hibridos enchufables o PHEV o eléctricos puros o BEV)y dependiendo del vehiculo, motor, cambio y batería eléctrica obtendremos un mejor rendimiento tanto a nivel prestacional como a nivel de autonomía de los mismos
La batería es uno de los elementos más importantes del vehículo eléctrico. Su importancia es tal que la autonomía y el precio del coche dependen del tipo y tamaño de la misma. Este acumulador de energía almacena la electricidad mediante elementos electroquímicos, un proceso con pérdidas mínimas que permite un rendimiento próximo al 100%. Las baterías, dispuestas a entregar esta energía en cualquier momento, soportan un numero finito de ciclos de carga y descarga completos, llamado ciclo de vida,ofreciendo a dia de hoy la mayoría de las marcas del mercado una garantía de las mismas de 8 años o 160000kms siempre por encima del 70% de capacidad de carga
Los principales parámetros a tener en cuenta en una batería destinada al vehículo eléctrico son:
– Densidad energética: Expresada en Wh/kg. Es la energía que puede suministrar la batería por cada kg. Cuanto mayor sea más autonomía tendrá el vehículo o menor será el peso de este.
– Potencia: Expresada en W/kg. Es la capacidad de proporcionar potencia (amperaje máximo) en el proceso de descarga. A más potencia mejores prestaciones para él vehículo eléctrico.
– Eficiencia: Es el rendimiento de la batería, la energía que realmente aprovecha. Medido en %.
– Coste: Es la mayor influencia en el precio total del vehículo.
– Ciclo de vida: Ciclos completos de carga y descarga que soporta la batería antes de ser sustituida. Cuanto más ciclos mejor, ya que será más duradera.
A continuación se detallan los diferentes tipos de batería para coche eléctrico usados en la actualidad:
– Batería de plomo-acido:
Es el tipo de batería más utilizada y, al mismo tiempo, la más antigua de todas, permaneciendo casi inalterada desde su invención en el Siglo XIX. Su bajo coste las hace ideales para las funciones de arranque, iluminación o soporte eléctrico, siendo utilizadas como acumuladores en vehículos de pequeño tamaño(son las baterías que llevan todos nuestros coches térmicos).
Sus desventajas son el excesivo peso, la toxicidad del plomo y su lenta recarga, por ello no son las baterías ideales para el coche eléctrico aunque algún modelo las llevó y obtenía autonomías cercanas a los 100kms como el HONDA EVI
– Batería níquel-cadmio:
Bastante utilizadas en la industria del automóvil, el alto coste de adquisición de sus elementos hace que no sean la soluciones elegida por los fabricantes, estando más orientadas a aviones, helicópteros o vehículos militares, dado su gran rendimiento a bajas temperaturas.
Es una tecnología muy usada para las pilas recargables que podemos tener en casa pero debido a ese elevado efecto memoria no son muy utilizadas en el automóvil,con escasos ciclos de carga(aprox 1000),por lo que se han usado en algún vehículo electrificado autorrecargable(hibrido)pero no en eléctricos
– Batería níquel-hidruro metálico:
Similares a las de níquel-cadmio, mejoran la capacidad de estas en cuanto a densidad energética aunque no así en los ciclos de recarga(unos 500 aproximadamente) y reducen el efecto memoria, además de ser menos agresivas con el medio ambiente(eliminan el cadmio que es un material muy tóxico).
En contra tienen su constante mantenimiento y su deterioro frente a altas temperaturas, altas corrientes de descarga o sobrecargas. Estas baterías generan demasiado calor y se recargan lentamente pero son las usadas habitualmente en los hibridos autorrecargables que se venden en marcas como TOYOTA/LEXUS
– Batería Ion-litio: (LiCoO2)
Baterías de reciente creación formada por un electrolito de sal de litio y electrodos de litio, cobalto y oxido. El uso de nuevos materiales como el litio ha permitido conseguir altas energías especificas, alta eficiencia, la eliminación del efecto memoria, ausencia de mantenimiento, amplio ciclo de recarga(alrededor de 5000) y facilidad a la hora de reciclar los desechos de Ion-litio. Disponen del doble de densidad energética que las baterías níquel-cadmio con una tamaño del orden de un tercio más pequeñas y permiten en los últimos tiempos variar de formar gracias a los polímero de ion/litio.
Pero también tienen desventajas, el principal es su alto coste de producción, aunque poco a poco este se va reduciendo, son frágiles, pueden explotar por el sobrecalentamiento y deben ser almacenadas con mucho cuidado, tanto por necesitar un ambiente frío como porque debe estar parcialmente cargada. Aún así, las baterías de Ion-litio representan a día de hoy la mejor elección para montar en un BEV/PHEV. Al no ser una tecnología totalmente madura, y encontrarse en continuo desarrollo, los avances las hacen tener un gran margen de mejora.
Son las baterías que llevan la mayoría de fabricantes en la actualidad para sus vehículos PHEV/BEV
-Batería LiFePO4:
Este tipo de batería Ion-litio es parecida a la anterior, con la diferencia de que no usa el cobalto, por lo que tiene una mayor estabilidad y seguridad de uso. Otras ventajas son un ciclo de vida más largo y una mayor potencia. Como inconvenientes a destacar su menor densidad energética y su alto coste junto con un ciclo de recargas relativamente bajo, de unos 1000 ciclos.
Usadas en algunos modelos BEV de marcas de China como DFSK ,BYD e incluso TESLA ha anunciado que para reducir el coste de alguno de sus vehículos inicialmente en mercados como el chino va a instalarlas en sus vehículos.
Con este pequeño resumen, esperamos haber dado algo de luz a lo que las baterías eléctricas pueden rendir en nuestros vehículos.
Fotografías: modelos DS2 de la marca Invista Eléctrica y SERES 3 de DFSK.