Los coches eléctricos son cada día más populares y accesibles, poco a poco los conductores nos vamos familiarizando con su funcionamiento, prestaciones, posibilidades, y sobre todo sus componentes.
Uno de los componentes más importantes de cualquier coche eléctrico es su batería, que proporciona la energía necesaria para su funcionamiento y debe ser eficiente y duradera.
Existen diferentes tipos de baterías, aunque la mayoría de los coches eléctricos suelen estar compuestas por celdas de iones de litio. Estas celdas se conectan entre sí en una determinada configuración que posteriormente se conecta a la transmisión del vehículo para generar el movimiento.
Gestionar la energía, la tarea de la batería
Las baterías de los coches eléctricos están diseñadas para durar muchos años, pero su rendimiento puede degradarse con el tiempo. Esto se debe a que los químicos en el electrolito se descomponen, lo que a la larga reduce la eficiencia de la batería.
Para contrarrestar esto, los fabricantes de automóviles eléctricos suelen incluir un sistema de gestión de baterías en sus automóviles. Este sistema ayuda a garantizar que la batería no se sobrecargue ni se descargue, y con ello ayudar a prolongar su vida útil.
La batería se va a encargar de almacenar la energía y la proporciona al motor cuando es necesario
Además, la batería debe ser capaz soportar las demandas de la conducción diaria, como atascos, aceleraciones o frenadas bruscas.
Un aspecto delicado cuando hablamos de estas baterías es el de la temperatura, la batería también debe poder manejar las fluctuaciones de temperatura que ocurren durante la carga y descarga. El paquete de baterías debe estar diseñado para evitar que sus celdas se calienten o enfríen demasiado durante estos procesos.
Funcionamiento básico
La batería de un automóvil eléctrico generalmente se compone de varias celdas, cada una de las cuales contiene un cátodo o electrodo positivo y un ánodo o electrodo negativo, sumergidos en un electrolito. Las celdas están conectadas en serie y el voltaje combinado de las celdas es el voltaje total de la batería.
La reacción química que se produce es una reacción de oxidación-reducción, «redox», que es un proceso mediante el cual uno de los componentes de la batería pierde electrones y el otro los gana, uno se oxida y otro se reduce respectivamente.
La tensión de los coches eléctricos oscila alrededor de 400 voltios
En el proceso de descarga el ánodo se oxidará, mientras que el cátodo gana electrones, mientras que en el proceso de carga el proceso es a la inversa.
La batería se recarga al pasar una corriente eléctrica a través de las celdas, lo que invierte la reacción química que tiene lugar cuando se conduce el automóvil. Esto hace que los químicos en el electrolito se combinen con los electrodos, liberando energía.
La cantidad de energía que se puede almacenar en la batería de un coche eléctrico depende del tipo de batería y de la cantidad de celdas que contenga. Generalmente, cuantas más celdas tiene la batería, más energía puede almacenar.
El tipo de batería más común que se utiliza en los coches eléctricos es la batería de iones de litio. Estas baterías son conocidas por su alta densidad de energía, lo que significa que pueden almacenar más energía en un paquete más pequeño que otros tipos de baterías. También son poco pesadas en relación al resto, lo que los hace ideales para su uso en automóviles eléctricos.
La duración. ¿Son eternas?
No lo son, pero cada vez aguantan más a medida que evoluciona la tecnología. De hecho, las marcas de coches están garantizando las baterías con una media que alcanza hasta los 8 años.
Muchos fabricantes proyectan junto con los años de garantía también un límite de kilómetros, que ronda entre los 100.000 a 150.000 km, lo que ocurra antes, en este periodo aseguran que la batería no quedará por debajo del 70% de su capacidad inicial. En el caso de Toyota la garantía se puede extender hasta los 10 años o 160.000 km.
La merma habitual de la batería es de un 2 a 3 % anual
Las baterías de los coches eléctricos tienen una cantidad de ciclos de carga de vida útil (por ejemplo, 3.000 sucesos). A partir de ese número, pueden empezar a perder la capacidad con más rapidez. No quiere decir que queden inútiles, pero son menos capaces (harás menos kilómetros por cada carga completa).
La degradación de la batería se estima que es del 2% al 3% al año, mermando un 25-30% en el periodo de los 10 años, pero esto es una media, ya que se puede mejorar el rendimiento con un uso ideal de los coches eléctricos.
Estos porcentajes se refieren de forma general a los modelos 100% eléctricos. En el caso de los híbridos eléctricos y en función del modelo, la propia gestión electrónica interna garantiza el trabajo dentro de unos márgenes suficientes para asegurar su conservación.
Esto suma un factor importante a largo plazo si estamos dudando entre adquirir un modelo híbrido o uno 100% eléctrico. Mientras que la degradación de la batería del primero no supone ninguna incertidumbre, dada la madurez y el tamaño de su batería; en el caso de los eléctricos puros hay que tener muy en cuenta los porcentajes mencionados.
Y es que, tomando como referencia las medias mencionadas, un hipotético coche eléctrico con 300 kilómetros de autonomía, tras cinco años podría perder 30 kilómetros. En ello influenciarán factores internos relacionados con la propia tecnología (como la eficacia de la tecnología de refrigeración), pero también del uso que el conductor le dé.
Su salud depende de nosotros
Y es que los conductores somos los principales “cuidadores” de la salud de las baterías. Seguir las instrucciones del fabricante o mantener el software del vehículo actualizado nos ayudará a prolongar la vida útil de las baterías.
Las baterías soportan un número finito de ciclos de carga y descarga completos que se denomina ciclo de vida
La carga lenta es más económica y beneficiosa con la batería que la carga rápida. Por otra parte, el uso, la forma y el momento en que se recargan serán fundamentales para determinar el ciclo de vida de una batería.
En general los fabricantes aconsejan no descargar la batería por debajo del 20-30% ni cargarlas por encima del 80%. En caso de cargar la batería al 100% se aconseja iniciar la marcha inmediatamente después de finalizar la carga.
El modo de conducción influye, una conducción suave evitando acelerones y frenazos bruscos contribuye a alargar la vida. A la hora de frenar es mejor usar el freno regenerativo, mejoramos la autonomía, por lo que es aconsejable anticiparse en la conducción.
En cierto modo las decisiones que tomemos a la hora de conducir se verán reflejadas en las prestaciones del vehículo. La respuesta será más gradual en el caso de los modos de conducción más “ECO” donde se restringen las capacidades de aceleración del vehículo para maximizar su eficiencia y, por lo tanto, alargar la cantidad de distancia a recorrer con una recarga.
En este tipo de configuraciones de conducción también se adapta el uso de los elementos complementarios del coche que dependen de la batería para reducir lo máximo posible su consumo energético.
Duración regulada por normativa
A la hora de adquirir un vehículo eléctrico, los fabricantes ofrecen una garantía de duración de la batería. Pero además a finales de 2022 se publicó una propuesta de Reglamento del Parlamento Europeo que entre otros aspectos contemplaba la duración de la batería (Euro 7).
En el texto se indica que tanto los vehículos eléctricos como los híbridos enchufables, deben equipar baterías con un mínimo de durabilidad en el tiempo, para minimizar los efectos hacia el medioambiente que supone su producción.
La normativa regulará la duración y eficiencia de las baterías
En concreto se propone que las baterías garanticen un 80% de su rendimiento máximo durante 5 años o 100.000 kilómetros, (lo que ocurra antes). Y una etapa posterior, 8 años o 160.000 km, en el que se debe garantizar un 80%.
Y es que uno de los aspectos importantes a cuidar, sobre todo respecto al medio ambiente, es el reciclaje de los materiales de las baterías una vez finalizado su ciclo de vida, por lo que cuanto mayor sea este, menor es el impacto que causan. Además, se trata de un aspecto importante para garantizar esa segunda vida del vehículo una vez sea vendido en el mercado de ocasión.
Incluso, teniendo en cuenta el Reglamento Técnico Mundial 2247 de la ONU, se exigirá monitorizar el estado de salud de la batería y que su estado se indique de forma clara al conductor, algo que puede ser de mucha ayuda para llevar un seguimiento sin necesidad de tener que ir al taller para realizar un chequeo de la batería.
¿Qué tipos existen?
Por último, no está de más conocer brevemente los diferentes tipos, entre las que destacan:
- Plomo-ácido (Pb-ácido) Son las más antiguas y usadas en los vehículos convencionales para el arranque del motor, iluminación o soporte eléctrico. Se trata de baterías de tecnología antigua de coste moderado. A pesar de la buena capacidad de carga son muy voluminosas y de recarga lenta. Se utilizaron para impulsar los vehículos eléctricos en los inicios.
- Ion litio (LiCOO2). Son las más recientes, con el doble de densidad energética, y además con la tercera parte de su tamaño. Permiten mayor número de ciclos de carga, no tienen “efecto memoria”, sin embargo, tienen un alto coste de producción y son muy frágiles. Son las más utilizadas hoy en día. No necesitan mantenimiento y la facilidad de reciclar los desechos del ion litio
- Niquel-cadmio (Ni-Cad). Muy utilizadas en los inicios por los vehículos eléctricos, su alto coste, el efecto memoria y su deterioro por la influencia del calor han hecho que se vayan desechando para la industria del automóvil.
- Níquel-hidruro metálico (Ni-Mh). Esta batería es muy utilizada entre los vehículos híbridos, tienen un menor rendimiento que la de litio. Tienen una mejor capacidad que las de niquel-cadmio, menor efecto memoria y menos impacto sobre el medio ambiente. Por otra parte, necesitan un mayor mantenimiento y no aguanta fuertes descargas.
El efecto memoria es la reducción de la capacidad de las baterías con cargas incompletas
Además, existen otras opciones en el mercado, como las de polímero de litio, las baterías de sal fundida, las de aluminio-aire o zinc-aire entre otras. Se trata de un mercado en constante evolución y sometido a muchos factores como son las materias primas, el medio ambiente o las regulaciones, por el espacio de mejora es muy importante a corto plazo.
En definitiva, cuando vayamos al concesionario, es necesario que nos vayamos acostumbrando a términos como el ciclo de vida, tiempo de carga, efecto memoria, kWh, o la eficiencia, entre otros muchos.
