Hablar de coches eléctricos supone sin duda tener que hablar de baterías. Estas son las encargadas de suministrar la energía para transformarla en movimiento, y por supuesto, este, no puede perder ni potencia, ni autonomía y además, inmersos en la lucha contra el cambio climático, no deben contaminar.
Esta circunstancia, coloca al coche eléctrico en la incertidumbre, y por ello, el desarrollo fruto de la investigación, las sitúa en el centro de la polémica, cuando de cambio de tipo de movilidad se trata.
Primero por su coste de fabricación, su peso, su duración, y después, por su posible reciclaje, sin dejar de lado las posibles consecuencias contaminantes en la propia fabricación.
El informe técnico de los expertos
IDTechEx, «Paquetes de baterías de iones de litio y sistemas de gestión de baterías para vehículos eléctricos 2024-2034», ofrece un análisis de las tecnologías, diseños y tendencias en torno a las células de iones de litio, packs y sistemas de gestión de baterías (BMS), incluidas las previsiones de demanda de iones de litio por aplicación EV.
Se prevé que el mercado mundial de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos supere los 380.000 millones de dólares en 2034, impulsado principalmente por la demanda de coches eléctricos de batería, pero con un rápido crecimiento también en otros sectores, como furgonetas eléctricas, camiones, autobuses, vehículos de 2 ruedas y vehículos todoterreno.
Los objetivos de electrificación y emisiones, la mejora del rendimiento de las baterías y un coste total de propiedad cada vez más atractivo para algunos segmentos de vehículos están impulsando este crecimiento de la demanda de vehículos eléctricos de batería (VE).
No obstante, se buscan mejoras en el rendimiento y el coste de las baterías y, aunque los avances pueden ser cada vez más graduales, existen varias vías para la mejora continua de la tecnología de las baterías de iones de litio.
Mejora de los almacenadores de energía
Se desprende del informe técnico que, la búsqueda del abaratamiento de los costes de producción de la baterías, es la tendencia primaria dentro del sector, por que ello permite bajar los precios de cara al consumidor.
En este sentido, si bien el aumento de presencia de Niquel en las celdas de almacenamiento no ha perdido protagonismo, la evolutiva reacción de China incorporando las pilas secas en los sistemas de aporte de energía, para los coches eléctricos, se considera ya, como dinámica contrastada en la durabilidad y reducción de costes.
Se siguen anunciando desarrollos de baterías de estado sólido y ya se están comercializando, por ejemplo, a través de baterías de estado sólido de tipo polimérico de Blue Solutions. Se espera que aumente el uso de material de ánodo de silicio con el desarrollo de soluciones de ánodo de silicio más avanzadas y productos comercialmente listos, que prometen mejoras en la densidad energética y la carga rápida.
Los fabricantes que apuestan por la mejora
Estos diseños ofrecen una mayor eficiencia de empaquetado, aumentando la densidad energética para ayudar a reducir una de las principales desventajas del uso de LFP frente a las baterías de tipo NMC o NCA. CATL y BYD han implementado diseños CTP junto con Tesla, Stellantis y otros fabricantes. Para mejorar la densidad de energía gravimétrica, se están impulsando las carcasas ligeras de polímero como alternativa a las carcasas de acero y aluminio.
En última instancia, las combinaciones de diferentes químicas de iones de litio, o incluso la combinación de iones de litio con iones de nácar, podrían ayudar a optimizar las inevitables compensaciones entre potencia, densidad energética, vida útil y rendimiento a baja temperatura.
Un problema inevitable
La gestión térmica y la protección contra incendios se han convertido en aspectos críticos para las baterías de los vehículos eléctricos debido a los problemas de seguridad, los incendios de gran repercusión y las retiradas de baterías.
Mientras que los primeros modelos de vehículos eléctricos utilizaban refrigeración pasiva por aire, en los últimos años la refrigeración líquida ha cobrado protagonismo en varios segmentos de vehículos. Según datos de IDTechEx, los diseños con refrigeración líquida activa representaban el 90% del mercado de coches eléctricos, frente a poco más del 50% en 2015.
Sistemas de Gestión de Baterías
El sistema de gestión de baterías (BMS) desempeña un papel fundamental en el funcionamiento seguro y fiable. Aunque la funcionalidad principal de un BMS está relativamente bien definida, también ofrece una vía para ampliar las prestaciones.
Es posible mejorar la seguridad, la vida útil, la carga rápida e incluso la densidad energética gracias a la evolución del BMS y, lo que es más importante, con una necesidad mínima de sacrificar una cosa por otra.
El desarrollo y la aplicación de estimaciones más precisas del estado y las celdas (por ejemplo, el estado de carga, el estado de salud o el estado de potencia) son fundamentales para mejorar el rendimiento, lo que permite extraer el máximo rendimiento de una forma segura.
