Curso Diagnóstico de Vehículos Eléctricos un aporte al desarrollo de la electromovilidad en el mundo.
Las baterías esencialmente almacenan energía eléctrica. La capacidad de almacenamiento está expresada en Amperios/hora. Es decir, la capacidad de una batería es la cantidad de amperios capaz de entregar en un tiempo determinado, generalmente en una hora.
Algunos tipos de baterías de autos eléctricos pueden pasar por procedimientos de re acondicionamiento o de balanceo, con el objetivo de extender su vida útil y además preservar el precio de reventa del auto que las posee. Estas técnicas de re acondicionamiento o balanceo de baterías las enseñamos en la capacitación enfocada solo a baterías de carros eléctricos.
Las baterías de los vehículos eléctricos o híbridos están conformadas por “celdas” conectadas entre sí en conexión en serie, lo que constituye un paquete de baterías donde el voltaje total es la suma del voltaje de todas las celdas.
Este voltaje total es también denominado fuerza electromotriz y estará expresado en voltios, necesario para accionar el o los potentes motores eléctricos que impulsan al vehículo.
La capacidad de la batería condiciona el tiempo que la fuerza electromotriz está disponible en términos de Kilowatts/hora, magnitud llamada Potencia que es igual al voltaje total multiplicado por la capacidad total de la batería expresada en amperios/hora.
La siguiente imagen representa una celda de un auto eléctrico Nissan Leaf de 66 amperios/hora. Internamente consta de 4 celdas conectadas en una serie de dos celdas cada una.
Para entender correctamente las propiedades de una batería hay que conocer sus características: densidad energética, potencia, eficiencia y ciclo de vida. Cuanto mayores prestaciones, mayor coste de la batería y, por tanto, mayor precio del vehículo.
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 detalla los diferentes tipos de baterías para coche eléctrico usados en la actualidad:
Baterías de plomo ácido
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. 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.
Baterías 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. Poseen efecto memoria, por lo que su capacidad se ve reducida con cada recarga.
Batería Niquel- hierro
Desarrolladas por Thomas Edison y patentada en 1903, estas baterías llamadas de «ferroníquel» no son montadas en la actualidad en los vehículos ya que tienen una escasa potencia y eficiencia. Su densidad energética es similar a las de plomo-ácido.
Batería níquel-hidruro metálico
Similares a las de níquel-cadmio, mejoran la capacidad de estas, y reducen el efecto memoria, además de ser menos agresivas con el medio ambiente. 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 cargan lentamente.
Batería Ion-litio: (LiCoO2)
Baterías de reciente creación formada por un electrolito de sal de litio y electrodos de litio, cobalto y óxido. El uso de nuevos materiales como el litio ha permitido conseguir altas energías específicas, alta eficiencia, la eliminación del efecto memoria, ausencia de mantenimiento 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.
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.
Batería Polímero de litio
Otra variación de las Ion-litio que cuenta con algunas mejoras como una densidad energética mayor y una potencia más elevada. Son ligeras, eficientes y no tienen efecto memoria. En cambio, su alto coste y bajo ciclo de vida hacen de estas baterías, con aspecto «blando» debido a sus componentes litio y polímero, una opción no muy extendida en la actualidad.
Batería Zebra
Estas baterías, también llamadas de sal fundida, trabajan a 250ºC y tienen como electrolito cloro aluminato de sodio triturado. Es una batería compleja, de mayor contenido químico, pero que consigue unas características de energía y potencia interesantes.
En desuso, el electrolito se solidifica, por lo que necesita un tiempo de fundición que puede llegar a ser de dos días para que alcance la temperatura óptima y ofrezca plenamente su carga. Tienen el mejor ciclo de vida de todas las baterías, pero requieren ocupar mucho espacio y su potencia es baja.
Batería de Aluminio-aire
Consideradas «pilas de combustible» por la necesidad de sustituir los electrodos de metal gastados por unos nuevos. Con una capacidad de almacenamiento de hasta diez veces más que las de tipo Ion-litio y una densidad energética fuera del alcance del resto, este tipo de batería no ha tenido una buena aceptación comercial debido a sus problemas de recarga y de fiabilidad. Se encuentran en fase experimental.
Recuerda que queremos ayudarte en tu crecimiento profesional y acompañarte en el proceso de especialización en este campo. Contamos con diferentes capacitaciones enfocadas en la electromovilidad, que te servirán para introducirte o para seguir aprendiendo sobre este tipo de tecnología.
El crecimiento mundial de autos eléctricos en los próximos años será sorprendente y no hay mano de obra calificada que pueda resolver los problemas que se avecinan.
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