Baterías para vehículos eléctricos, ¿qué debemos saber?
La electrificación de los vehículos aporta muchos beneficios a los conductores. Además de la sostenibilidad y los costes de energía mucho más bajos, los vehículos eléctricos también requieren menor mantenimiento y menos piezas de repuesto.
El elemento crítico y más caro de un vehículo eléctrico (o híbrido enchufable) es su batería. Las baterías de iones de litio que se utilizan en los vehículos eléctricos actuales son extremadamente seguras, fiables y duraderas. Pero al igual que cualquier otro componente de un vehículo, deben recibir el mantenimiento adecuado y los conductores deben tomar medidas para maximizar la vida útil de la batería de su vehículo eléctrico.
¿De qué están hechas las baterías? Baterías en función de su composición
La tecnología de las baterías de los vehículos eléctricos está evolucionando rápidamente. En función de su composición química, las baterías tienen diferentes densidades de energía, perfiles de carga y vidas útiles.
La mayoría de los vehículos eléctricos disponibles en Europa tienen baterías compuestas de níquel, cobalto y manganeso (las podemos nombrar como baterías NMCM). Esta es un tipo de batería que se ha probado y mejorado en automóviles y dispositivos electrónicos personales desde la década de 1980. Algunos vehículos eléctricos también usan baterías de níquel, cobalto y aluminio (NCA), que brindan una vida útil un poco más larga y usan solo un tercio de la cantidad de cobalto.
Por otro lado, hay otra composición de batería que está ganando popularidad rápidamente entre los fabricantes de vehículos. Las baterías de litio-ferrofosfato (LFP), las cuales son menos costosas, se pueden cargar completamente en cada ciclo de carga y tienen una vida útil hasta cuatro veces mayor que otras baterías para vehículos eléctricos. Sin embargo, estas baterías LFP, también conocidas como baterías de fosfato de hierro y litio, tienen una menor densidad de energía y necesitan ser más pesadas para contener la misma cantidad de carga.
Mientras que, otras composiciones de batería como las de titanato de litio, manganeso de litio o iones de sodio, todavía se están desarrollando por completo para su uso en nuestras carreteras. Al igual que la llamada batería de estado sólido, que promete una densidad de energía mucho mayor y un tiempo de carga mucho más rápido, debido a su voltaje extremadamente alto.
Cuánto tarda en cargarse una batería de un coche eléctrico y cómo cuidar la batería
La capacidad de una batería se mide en kilovatios-hora (kWh). Si conocemos la capacidad de la batería de un vehículo eléctrico y la velocidad de la estación de carga que utilizamos, podemos calcular el tiempo necesario para cargar el vehículo.
Por ejemplo, una batería habitual de 50kWh se puede cargar en poco más de 5 horas con un cargador de 11 kW o en menos de 20 minutos con una estación de carga ultrarrápida de 150 kW.
Algunos cargadores rápidos pueden administrar hasta 350 kilovatios de carga por hora y, por lo tanto, pueden cargar un vehículo eléctrico moderno en menos tiempo del que se tarda en pedir y disfrutar una taza de café. Sin embargo, hoy en día no son todavía muchos los vehículos que aceptan velocidades de carga tan rápidas.
Igualmente, debemos tener en cuenta que cada proceso de carga ejerce un poco de presión sobre la batería. Por lo que, para prolongar al máximo la vida útil de la batería de un vehículo eléctrico, debemos intentar utilizar las cargas rápidas solo cuando sean estrictamente necesarias, pues este tipo de recarga ultra rápida desgasta la batería en mayor medida.
Por otro lado, igual que, habitualmente, no repostamos a diario nuestro coche convencional, no es necesario, ni aconsejable, cargar un vehículo eléctrico todos los días o todas las noches, pues además con una sola carga podemos disfrutar, en algunos casos, de más de 500 kilómetros de autonomía.
De hecho, cargar los vehículos eléctricos con una batería típica basada en NMC o NMA al 100 % cada vez que lo enchufamos puede degradar la vida útil de la batería. Su punto óptimo, en este sentido, sería cargarlo entre el 20% y el 80% de la capacidad total de la batería. Es recomendable que solamente se cargue este tipo de baterías (basadas en composiciones químicas de NMC o NMA) al 100 % antes de un viaje largo.
Sin embargo, este no es el caso de las baterías basadas en LFP. Estas baterías sí están diseñadas para cargarse por completo en cada ciclo, incluso para el uso diario.
La velocidad de carga, asimismo, no solo depende del tamaño de la batería y la capacidad de kW del punto de carga. También depende de la velocidad máxima de carga que acepte el coche, e incluso de la temperatura de la batería en el momento de iniciarse la carga.
Algunos vehículos eléctricos solo pueden aceptar cargadores de 50 kW, mientras que otros incluso pueden cargar hasta 350 kW. Pero incluso esto depende del estado de carga y de la temperatura de la batería.
Por ejemplo, durante la carga rápida, la velocidad máxima de carga disminuirá a medida que la batería alcance su capacidad máxima, o también lo hará si se calienta en exceso.
La mayoría de los vehículos eléctricos tienen un software que configurará automáticamente la batería para alcanzar la carga óptima, limitar la carga máxima y ajustar la velocidad de carga para las condiciones actuales. Mientras que el vehículo mostrará, como en un vehículo convencional moderno, la autonomía disponible de manera fiable en función a las condiciones de conducción actuales.
Otros factores que marcan la autonomía de un vehículo eléctrico
La autonomía de un vehículo eléctrico y su batería también depende del entorno y de la forma en que se conduce el vehículo. Así, por ejemplo, en la autonomía de un vehículo eléctrico influyen los siguientes factores:
- Las temperaturas extremadamente altas o bajas. Cuando las temperaturas exteriores son muy bajas, un vehículo eléctrico puede perder hasta un tercio de su autonomía. Esto se debe principalmente a la energía adicional utilizada para calentar el interior del vehículo o sus componentes. Del mismo modo, las temperaturas muy altas que requieren cantidades significativas de enfriamiento de la batería o del pasajero también afectarán el alcance.
- El comportamiento de conducción. Del mismo modo que un conductor de motor gasolina o diésel preocupado por el combustible evitará acelerar o frenar bruscamente, un conductor de un vehículo eléctrico también puede preservar la autonomía y la duración de la batería conduciendo de forma moderada. A través del frenado regenerativo, la mayoría de los vehículos eléctricos pueden recuperar energía cinética en la batería cuando el conductor está desacelerando o frenando.
- El tipo de proceso de carga que utilicemos. Algunos vehículos eléctricos ahora incluso pueden devolver energía a la red eléctrica, en un proceso llamado carga del vehículo a la red o carga bidireccional. Aunque podría parecer que esto pondría a prueba la duración de la batería, investigaciones recientes sugieren lo contrario.
Una investigación realizada por las universidades de Nottingham y Warwick muestra que los vehículos de flota conectados a una red de carga inteligente no solo tenían una mejor salud de la batería, sino que también ahorraban dinero a los conductores, al cargar solo en ciertos momentos donde el coste del kWh era menor.
¿Cuánto dura una batería eléctrica?
Si se trata bien, la batería de un vehículo eléctrico seguirá reteniendo más del 90 % de su carga después de 100 000 kilómetros. De hecho, las baterías eléctricas modernas están diseñadas para una vida útil de más de 10 años y más de 2000 ciclos de carga. Con una autonomía de más de 400 kilómetros, esto representaría una vida útil de 800.000 kilómetros antes de necesitar reemplazarla.
Esta es la razón por la que la mayoría de los fabricantes se sienten cómodos al emitir garantías de batería de cinco a diez años, que a menudo superan incluso la garantía del propio vehículo. La norma actual de la industria es de 8 años o 160 000 km.
Mientras, los avances tecnológicos en el desarrollo de las baterías continúan incrementándose, lo que significa que la autonomía y la vida útil de las baterías seguirán aumentando poco a poco.
