¿Cómo funciona la batería de un coche eléctrico?
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Una batería de iones de litio alimenta cualquier tipo de vehículo eléctrico. Desde sus inicios, se ha consolidado como una tecnología de referencia en el mercado de vehículos eléctricos. ¿Cómo funciona? Los especialistas de la red IZI by EDF le proporcionarán información actualizada sobre el funcionamiento, características, ventajas y desventajas de una batería de vehículo eléctrico.
Resumen
¿Cómo funciona la batería de un vehículo eléctrico?
Si una locomotora diésel utiliza gasolina o diésel como energía, esto no se aplica a los vehículos eléctricos. Están equipados con una batería de diferente autonomía, que debe cargarse en la estación de carga.
En realidad, cualquier vehículo eléctrico está equipado con varias baterías:
- Batería adicional;
- Y una batería de tracción.
¿Cuál es su función y cómo funcionan?
Batería adicional
Como una cámara termográfica, un vehículo eléctrico tiene una batería adicional. Esta batería de 12 V se utiliza para alimentar los accesorios del coche.
Esta batería asegura el correcto funcionamiento de diversos equipos eléctricos, tales como:
- Ventanas eléctricas;
- Radio;
- Varios sensores de un vehículo eléctrico.
Así, un mal funcionamiento de la batería auxiliar de un vehículo eléctrico puede provocar determinadas averías.
Batería de tracción
El elemento central de un vehículo eléctrico, la batería de tracción, juega un papel fundamental. De hecho, almacena energía cargada en la estación de carga y proporciona energía al motor eléctrico mientras viaja.
El funcionamiento de una batería de tracción es bastante complejo, por lo que este elemento es uno de los componentes más caros de un vehículo eléctrico. Este costo también está obstaculizando actualmente el desarrollo de la electromovilidad en todo el mundo. Algunos concesionarios ofrecen un contrato de alquiler de baterías de tracción al comprar un vehículo eléctrico.
La batería de iones de litio es, con mucho, el tipo de batería más utilizado en los vehículos eléctricos. Debido a su durabilidad, rendimiento y nivel de seguridad, es verdaderamente la tecnología de referencia para la mayoría de los fabricantes.
Sin embargo, existen diferentes tipos de baterías para vehículos eléctricos:
- Batería de níquel cadmio;
- Batería de hidruro de níquel-metal;
- Batería de Litio;
- Batería de iones de litio.
Cuadro resumen de los beneficios de las distintas baterías para vehículos eléctricos
| Diferentes tipos de baterías | Ventajas |
| Níquel cadmio | Batería liviana con excelente vida útil. |
| Hidruro metálico de níquel | Batería liviana con baja contaminación y alta capacidad de almacenamiento de energía. |
| Litio | Carga y descarga estables. Alto voltaje nominal. Masa significativa y densidad de energía volumétrica. |
| Ion de litio | Alta energía volumétrica y específica. |
Cuadro resumen de las desventajas de varias baterías para vehículos eléctricos.
| Diferentes tipos de baterías | Limitaciones |
| Níquel cadmio | Dado que el nivel de toxicidad del cadmio es muy alto, este material ya no se utiliza. |
| Hidruro metálico de níquel | El material es caro. El sistema de refrigeración es necesario para compensar el aumento de temperatura en proporción a la carga. |
| Litio | El reciclaje de litio aún no está completamente dominado. Debería haber una gestión de energía automatizada. |
| Ion de litio | Problema de inflamabilidad. |
Rendimiento de la batería
La potencia del motor eléctrico se expresa en kilovatios (kW). Por otro lado, un kilovatio hora (kWh) mide la energía que puede entregar la batería de un vehículo eléctrico.
Puede comparar la potencia de un motor térmico (expresada en caballos de fuerza) con la potencia de un motor eléctrico expresada en kW.
Sin embargo, si desea invertir en un vehículo eléctrico con la batería de mayor duración, deberá recurrir a la medición de kWh.
Duración de la batería
Dependiendo del modelo de su vehículo eléctrico, su autonomía puede ser en promedio de 100 a 500 km. De hecho, una batería baja es suficiente para el simple uso diario de un vehículo eléctrico para llevar a los niños a la escuela o al trabajo cercano. Este tipo de transporte es más económico.
Además de los modelos de nivel de entrada o de gama media, también hay modelos de gama alta que son mucho más caros. El precio de estos coches depende en gran medida del rendimiento de la batería.
Sin embargo, este tipo de vehículo eléctrico puede recorrer hasta 500 km en función de su estilo de conducción, tipo de carretera, condiciones meteorológicas, etc.
Para mantener la autonomía de su batería en un viaje largo, los profesionales de la red IZI by EDF le aconsejan, en particular, que elija una conducción flexible y evite una aceleración demasiado rápida.
Tiempo de recarga de la batería
Los profesionales de la red IZI by EDF se encargarán, en particular, de instalación de estaciones de carga para vehículos eléctricos ... Descubra todas las soluciones de carga de baterías existentes para su vehículo eléctrico con:
- Toma de corriente doméstica 220 V;
- Toma de carga rápida Wallbox;
- Y una estación de carga rápida.
Toma de corriente doméstica 220 V
En casa, puede instalar una toma de corriente doméstica de 220 V. El tiempo de carga es de 10 a 13 horas. Luego puede cargar su automóvil durante la noche para usarlo durante todo el día.
Toma de carga rápida Wallbox
Si elige la toma de carga rápida, también llamada Wallbox, el tiempo de carga se acortará:
- Durante 4 horas en la versión 32A;
- Durante 8 o 10 horas en la versión 16A.
Estación de carga rápida
En los estacionamientos de los condominios o en los estacionamientos de supermercados y empresas, también puede cargar su automóvil en la estación de carga rápida. El costo de este dispositivo es, por supuesto, el más alto.
Sin embargo, el tiempo de carga de la batería es muy rápido: tarda 30 minutos.
Cuadro resumen de precios de equipos para carga de baterías de vehículos eléctricos
| Tipo de equipo de carga de batería | Precio (excluida la instalación) |
| Conector de carga rápida | Unos 600 euros |
| Estación de carga rápida | Cerca de 900 € |
¿Cómo funciona una batería de iones de litio?
El principio de funcionamiento de este tipo de batería es complejo. Los electrones circulan dentro de la batería, creando una diferencia de potencial entre los dos electrodos. Un electrodo es negativo, el otro es positivo. Están sumergidos en un electrolito: un líquido con conducción iónica.
Fase de descarga
Cuando la batería alimenta el vehículo, el electrodo negativo libera los electrones almacenados. Luego se conectan al electrodo positivo a través de un circuito externo. Esta es la fase de descarga.
Fase de carga
El efecto contrario ocurre cuando la batería se carga en una estación de carga o en un tomacorriente reforzado compatible. Por tanto, la energía transferida por el cargador transfiere los electrones presentes en el electrodo positivo al electrodo negativo.
Baterías BMS: definición y funcionamiento
El software BMS (Battery Management System) controla los módulos y elementos que componen la batería de tracción. Este sistema de gestión supervisa la batería y optimiza su vida útil.
Cuando la batería falla, ocurre lo mismo con el BMS. Sin embargo, algunos fabricantes de vehículos eléctricos ofrecen un servicio de reprogramación de BMS. Por lo tanto, un reinicio suave puede tener en cuenta el estado de la batería en el momento T.
¿Qué tan confiable es una batería de automóvil eléctrico?
La batería de iones de litio es conocida por su fiabilidad. Sin embargo, tenga cuidado, el modo de carga, en particular, puede afectar su durabilidad. Además, la duración y el rendimiento de la batería se degradan con el tiempo en todos los casos.
Cuando un coche eléctrico se estropea, la causa muy raramente es la batería. De hecho, en invierno, te darás cuenta rápidamente de que tu coche eléctrico no tiene problemas para arrancar, a pesar del frío, a diferencia de una locomotora diésel.
¿Por qué las baterías de iones de litio se deterioran con el tiempo?
Cuando un vehículo eléctrico viaja muchos kilómetros, el rendimiento de la batería se degrada lentamente. Entonces, dos factores son visibles:
- Duración de la batería reducida;
- Mayor tiempo de carga de la batería.
¿Qué tan rápido envejece la batería de un vehículo eléctrico?
Varios factores pueden afectar la tasa de envejecimiento de una batería:
- Condiciones de almacenamiento de un vehículo eléctrico (en un garaje, en la calle, etc.);
- Estilo de conducción (con un coche eléctrico, es preferible la conducción ecológica);
- Frecuencia de carga en estaciones de carga rápida;
- Condiciones climáticas en el área por la que conduce con mayor frecuencia.
¿Cómo optimizar la duración de la batería de un vehículo eléctrico?
Teniendo en cuenta los factores mencionados anteriormente, se puede optimizar la vida útil de la batería de tracción. En cualquier momento, el fabricante o un tercero de confianza puede diagnosticar y medir el SOH (estado de salud) de la batería. Esta medida se utiliza para evaluar el estado de la batería.
SOH compara la capacidad máxima de la batería en el momento de la prueba con la capacidad máxima de la batería cuando era nueva.
Reciclaje: segunda vida de la batería de un vehículo eléctrico
En el sector de los vehículos eléctricos problema de eliminación de la batería de iones de litio en los vehículos eléctricos sigue siendo un problema importante. De hecho, si un coche eléctrico es más limpio que una locomotora diésel (problema de producción de hidrocarburos) porque utiliza fuentes de energía renovables, la electricidad, la recuperación y el reciclaje de litio es un problema.
Cuestiones ambientales
La batería de un vehículo eléctrico puede contener varios kilogramos de litio. Se utilizan otros materiales como el cobalto y el manganeso. Estos tres tipos diferentes de metales se extraen y procesan para su uso en la construcción de baterías.
Litio
Dos tercios de los recursos de litio utilizados en el desarrollo de baterías de vehículos eléctricos provienen de los desiertos de sal de América del Sur (Bolivia, Chile y Argentina).
La extracción y procesamiento de litio requiere una gran cantidad de agua, lo que resulta en:
- Secado de aguas subterráneas y ríos;
- La contaminación del suelo;
- Y alteraciones ambientales, como un aumento de intoxicaciones y enfermedades graves de la población local.
cobalto
Más de la mitad de la producción mundial de cobalto proviene de minas congoleñas. Estos últimos destacan especialmente en relación a:
- Condiciones de seguridad para las operaciones mineras;
- Explotación infantil para la extracción de cobalto.
Retraso en el sector del reciclaje: explicaciones
Si la batería de iones de litio se vende desde 1991 en el sector de la electrónica de consumo, los canales de reciclaje de este material empezaron a desarrollarse mucho más tarde.
Si el litio no se recicló inicialmente, esto se debió principalmente a:
- Sobre su gran disponibilidad;
- Bajo costo de su extracción;
- Las tasas de recaudación se mantuvieron bastante bajas.
Sin embargo, con el aumento de la electromovilidad, las necesidades de suministro cambian a un ritmo rápido, de ahí la necesidad de un canal de recirculación eficiente. Hoy, en promedio, el 65% de las baterías de litio se reciclan.
Soluciones de reciclaje de litio
Hoy en día, hay pocos vehículos eléctricos obsoletos en comparación con las locomotoras diésel. Esto permite un desmontaje casi completo de vehículos y componentes de batería usados.
Por lo tanto, el litio, así como el aluminio, el cobalto y el cobre se pueden recolectar y reciclar.
Las baterías en buen estado siguen un circuito diferente. De hecho, el hecho de que a veces ya no generen suficiente energía para proporcionar el rendimiento y el alcance adecuados para los conductores, no significa que ya no estén funcionando. Por lo tanto, se les da una segunda vida. Luego se utilizan para uso estacionario:
- Para el almacenamiento de fuentes de energía renovables (solar, eólica, etc.) en edificios;
- Para alimentar estaciones de carga rápida.
El sector energético aún tiene que innovar para encontrar alternativas a estos materiales o para obtenerlos de otras formas.
Instalación de una estación de carga de coches eléctricos
