Composición de la batería de un vehículo eléctrico | Celdas, módulos y pack.

Composición de la Batería de Vehículos Eléctricos

Los vehículos eléctricos (VE) han resurgido como una alternativa viable de transporte, impulsados por preocupaciones de seguridad energética, la necesidad de mitigar el cambio climático y la creciente demanda de energía. Un componente crucial en la adopción de estos vehículos es la batería, ya que define su costo, alcance y seguridad. La batería de un coche eléctrico, conocida como batería de vehículo eléctrico (BVE), es una batería recargable utilizada para alimentar los motores eléctricos de un vehículo eléctrico de batería (VEB) o de un vehículo eléctrico híbrido (VEH).

Características y Desarrollo de las Baterías para Vehículos Eléctricos

Las baterías de coches eléctricos difieren de las baterías de arranque, iluminación y encendido (SLI) ya que están diseñadas para suministrar energía durante períodos prolongados y son baterías de ciclo profundo. Se caracterizan por su alta relación potencia-peso, energía específica y densidad energética; baterías más pequeñas y ligeras son deseables porque reducen el peso del vehículo y mejoran su rendimiento. Las tecnologías de baterías anteriores no proporcionaban las especificaciones requeridas, especialmente en términos de autonomía de conducción. Sin embargo, los avances recientes en la tecnología de baterías de ion de litio han eliminado estas limitaciones.

Tipos de Baterías de Ion de Litio para Vehículos Eléctricos

Los tipos más comunes de baterías en vehículos eléctricos modernos son las de ion de litio y polímero de litio, debido a su alta densidad energética en comparación con su peso. Los avances en la tecnología de baterías de ion de litio están creando posibilidades para que los vehículos eléctricos compitan por primera vez con sus contrapartes de gasolina.

• Oxido de Litio-Cobalto (LiCoO₂): Muy utilizado, estable, pero con menor capacidad que las opciones de óxido de níquel-cobalto-aluminio (NCA).
• Oxido de Litio-Manganeso (LiMn₂O₄): Con estructura cúbica espinela, ofrece mayor seguridad y estabilidad térmica, pero con vida útil limitada.
• Oxido de Litio-Níquel-Manganeso-Cobalto (LiNiMnCoO₂) – NMC: Combina níquel, manganeso y cobalto, adaptable para celdas de energía o de potencia.
• Fosfato de Hierro y Litio (LiFePO₄) – LFP: Reciente, con bajo costo, alta seguridad y durabilidad, pero menor densidad energética.
• Oxido de Litio-Níquel-Cobalto-Aluminio (LiNiCoAlO₂) – NCA: Alta energía específica, larga vida útil y buena potencia específica.

Estructura de la Batería de Vehículos Eléctricos

La composición de una batería de VE puede variar ligeramente según el tipo de vehículo eléctrico, pero generalmente, las baterías de VE están compuestas de:

1. Células Electroquímicas: Convertidoras de energía química almacenada en energía eléctrica a través de un proceso electroquímico.
2. Módulos de Batería: Conjunto de células ensambladas en un marco, protegidas contra vibraciones, calor y peligros externos. Incorporan células conectadas en serie y paralelo.
3. Batería Pack: Forma final de la batería en un vehículo eléctrico. Incluye un sistema de monitoreo de batería (BMS) para la recopilación de datos y activación de relés.

Para operar un vehículo eléctrico, se requiere una cantidad de energía miles de veces mayor que la de un teléfono inteligente. Por ello, los VE necesitan docenas de células de batería, hasta miles. Estas células están soldadas dentro de cada módulo para completar la ruta eléctrica para el flujo de corriente. Los módulos también pueden incorporar mecanismos de enfriamiento, monitores de temperatura y otros dispositivos.

Desafíos y Avances Futuros

A pesar de los avances, muchos desafíos permanecen, siendo el más importante el costo. Las baterías deben seguir evolucionando para satisfacer las demandas de eficiencia, durabilidad y accesibilidad económica, asegurando así un futuro más sostenible y ecológico para los vehículos eléctricos.