Se prevé que las ventas de vehículos eléctricos (VE) alcancen los 17,07 millones en 2028[1]. Esto, por supuesto, provocará un aumento similar de la demanda de componentes, subconjuntos y capacidad de prueba. Sin embargo, el precio de compra, el tiempo de carga y la disponibilidad de estaciones de recarga siguen siendo obstáculos importantes para la adopción de los VE.
Los fabricantes de automóviles ya están trabajando para ampliar la autonomía de los VE y reducir los tiempos de carga. Sin embargo, cuando se comparan los vehículos con motor de combustión interna (ICE) con los vehículos alimentados por baterías, la «ansiedad por la autonomía» es una preocupación común.
Esta preocupación se ve agravada porque los sistemas de calefacción y refrigeración de los VE para el confort de los pasajeros requieren energía de la batería, y los medios de comunicación han dado a conocer recientemente cómo el frío reduce aún más la autonomía y el rendimiento de las baterías.
Innovaciones recientes en baterías
Los fabricantes de baterías están realizando importantes inversiones en investigación y desarrollo y en la mejora del rendimiento. Se han logrado muchos avances gracias a cambios en la química o el diseño de las celdas, la ingeniería de los paquetes y los procesos de fabricación.
El litio-ion es actualmente la química de baterías más utilizada, pero a menudo contiene cobalto, un metal tóxico que tiene importantes implicaciones financieras, medioambientales y sociales.
Sin embargo, se está trabajando en el desarrollo de baterías sin cobalto en las que el cátodo se basa en materiales orgánicos. Las primeras investigaciones sugieren que este material no solo es más barato, sino que también puede conducir la electricidad a velocidades similares. Los investigadores afirman que la batería sin cobalto tendrá una capacidad de almacenamiento equivalente y se podrá cargar más rápidamente que las baterías de cobalto[2].
Los fabricantes de equipos originales se centran cada vez más en el potencial de las baterías de estado sólido. Estas baterías, que no contienen electrolito líquido, pueden ser más ligeras, seguras y rápidas de recargar, y tener una mayor densidad energética, al tiempo que ofrecen una autonomía superior a los 965 km[3].
Pero hay otra forma de aumentar la autonomía y acelerar el tiempo de carga de un vehículo eléctrico, y es aumentar el voltaje de trabajo de la batería.
Aumento del voltaje de la batería
Los vehículos eléctricos actuales utilizan principalmente un sistema de 400 V, pero los fabricantes están rediseñando sus vehículos para que funcionen con 800 V. Cuando el voltaje de la batería se encuentra entre 300 V y 500 V, se suele decir que tiene una arquitectura de 400 V. Las baterías con un voltaje entre 600 V y 900 V se consideran de arquitectura de 800 V.
Varios fabricantes de vehículos eléctricos ya suministran coches con un sistema de 800 V. Es necesario aumentar el voltaje de la batería porque 50 kW de potencia a 400 V equivalen a 125 A de corriente consumida. A 800 V, esto reduce la corriente a 62,5 A. Una corriente más baja significa menos pérdidas en el conductor, tanto en el mazo de cables como en los motores (I²R: corriente al cuadrado x resistencia).
Un cable de menor calibre también es más ligero y se calienta menos, lo que mejora la eficiencia del vehículo. Además, reduce la cantidad de cobre necesaria para fabricar el vehículo eléctrico y la infraestructura de recarga asociada, incluidas las subestaciones eléctricas y los transformadores reductores, lo que ha sido una de las principales preocupaciones. Lamentablemente, los fabricantes de equipos originales no pueden simplemente sustituir una batería de 400 V por otra de mayor voltaje, ya que esto tiene efectos secundarios.
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