Avances en la autonomía de los vehículos eléctricos
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Progreso notable de 2010 a 2020
Desde la llegada de los vehículos eléctricos al mercado, la duración de la batería siempre ha atraído atención y controversia. ¿Cómo han abordado los fabricantes este problema y qué progresos se han realizado durante la última década?
Autonomía del vehículo eléctrico: ¿un freno en el mercado de masas?
En 2019, el 63% de los encuestados en el barómetro de Argus Energy consideraron el alcance como el obstáculo más importante para el cambio a los vehículos eléctricos. Los automovilistas son realmente reacios a pensar en tener que recargar su automóvil varias veces para viajar largas distancias. ¿Podría el desarrollo de una infraestructura de carga disponible públicamente reducir esta preocupación? Las terminales rápidas, cada vez más presentes en los sitios de recreación de las autopistas, recuperan su capacidad total para la mayoría de los modelos en menos de 45 minutos. Los fanáticos del motor térmico no dejarán de recordar que esta duración es mucho más larga que la de la gasolina completa.
Incluso si acelerar el despliegue de estaciones de carga podría tranquilizar a algunos automovilistas, las expectativas siguen centradas en la autonomía en sí.
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Aumento de la autonomía media
Según el informe Global Electric Vehicles Outlook 2021 elaborado por la Agencia Internacional de Energía, la autonomía de los vehículos eléctricos ha seguido mejorando desde su introducción al mercado. Así, hemos pasado de la autonomía media declarada de 211 kilómetros en 2015 a 338 kilómetros en 2020. Aquí están los detalles de los últimos seis años:
- 2015: 211 kilómetros
- 2016: 233 kilómetros
- 2017: 267 kilómetros
- 2018: 304 kilómetros
- 2019: 336 kilómetros
- 2020: 338 kilómetros
Si el progreso observado durante los primeros cinco años es alentador, uno podría sorprenderse del estancamiento entre 2019 y 2020. De hecho, este crecimiento más modesto está impulsado por la entrada en el mercado de modelos aún más compactos. Diseñados para uso urbano, tienen baterías más pequeñas y, por lo tanto, son menos duraderas.
La autonomía de las marcas insignia en el proceso
Así, los automovilistas que buscan más autonomía pueden estar seguros de que los fabricantes continúan mejorando los vehículos que pueden recorrer largas distancias, como los sedanes o los SUV. Para entender esto, simplemente analice la capacidad de la batería de un vehículo en particular observando la evolución de modelo por modelo. El Tesla Model S, a la venta desde 2012, ha visto aumentar su autonomía de forma continua:
- 2012: 426 kilómetros
- 2015: 424 kilómetros
- 2016: 507 kilómetros
- 2018: 539 kilómetros
- 2020: 647 kilómetros
- 2021: 663 kilómetros
Este aumento regular se ha obtenido mediante varios métodos. En particular, Palo Alto ha creado baterías cada vez más grandes al tiempo que mejora el software de control del Model S. Se actualiza constantemente para hacer que el vehículo sea más eficiente y optimizar la capacidad de la batería.
Metas ambiciosas a corto plazo
Para mejorar aún más la autonomía de los vehículos eléctricos, en la actualidad se están explorando varias vías. Los investigadores están tratando de hacer que las baterías sean aún más eficientes, ya que los fabricantes buscan "pensar en electricidad" a partir del diseño del chasis del vehículo.
Nuevas plataformas Stellantis para electromotorización
El Grupo Stellantis, un actor importante en el mercado de la automoción, quiere desarrollar su gama de vehículos eléctricos. A partir de 2023, 14 de las marcas del grupo (incluidas Citroën, Opel, Fiat, Dodge y Jeep) ofrecerán vehículos construidos sobre chasis diseñados como plataformas puramente eléctricas. Esta es una evolución real en un momento en que la mayoría de los vehículos eléctricos utilizan el chasis de modelos térmicos equivalentes.
En particular, Stellantis se compromete a responder a las alarmas de avería, que siguen siendo importantes para los conductores de vehículos eléctricos. Por lo tanto, los desarrolladores han introducido cuatro plataformas dedicadas a este motor en particular:
- Pequeño: estará reservado para vehículos urbanos y polivalentes como el Peugeot e-208 o el Fiat 500. Esta plataforma promete una autonomía de 500 kilómetros.
- Medio: esta plataforma se instalará en vehículos sedán más largos. Las baterías apropiadas proporcionarán un alcance de 700 a 800 kilómetros.
- Grande: esta plataforma estará diseñada para SUV con una autonomía declarada de 500 kilómetros.
- Cuadro: La cuarta plataforma estará totalmente reservada para vehículos comerciales.
El propósito de esta estandarización es compensar parcialmente los costos de electrificación. Además de ampliar la gama, Stellantis también espera ofrecer modelos EV más asequibles. Este enfoque es evidente para los automovilistas: en Francia, el mayor costo de comprar vehículos eléctricos todavía se compensa parcialmente con la prima de conversión, pero es probable que disminuya en el futuro.
800 kilómetros de autonomía en 2025?
Samsung y batería de estado sólido
Según los fabricantes, muy pronto la autonomía de una batería cargada será igual a la de un tanque lleno. Los investigadores que trabajan con la marca Samsung dieron a conocer un nuevo concepto de batería de electrolito sólido en marzo de 2020. Actualmente, las baterías de iones de litio, que están equipadas con la mayoría de los vehículos eléctricos, funcionan con electrolitos líquidos o en forma de gel; cambiar a baterías de electrolitos sólidos significará una mayor densidad de energía y una recarga más rápida.
Con el doble de volumen que las baterías tradicionales, esta innovación de Samsung permitirá a los vehículos eléctricos viajar hasta 800 kilómetros. La vida útil es otro argumento a favor de esta batería, ya que se puede recargar más de 1000 veces. Queda por pasar el curso de producción ... Si el prototipo de Samsung es prometedor, ¡hasta ahora nada dice que los fabricantes recurrirán a él!
Innovación SK y carga súper rápida
Otra empresa surcoreana que se esfuerza por lograr 800 km de autonomía es SK Innovation. El grupo anunció que está trabajando en una nueva batería a base de níquel, más autónoma, de alta intensidad, al tiempo que reduce el tiempo de carga en el terminal rápido a 20 minutos. SK Innovation, que ya es proveedor del fabricante Kia, quiere seguir desarrollándose y está construyendo varias fábricas en Georgia. El objetivo final es equipar a Ford y Volkswagen con vehículos eléctricos fabricados en Estados Unidos.
¿A una distancia de 2000 kilómetros?
Lo que hace unos años podía pasar por ciencia ficción puede convertirse rápidamente en una realidad tangible. Un grupo de científicos alemanes y holandeses que trabajan para Fraunhofer y SoLayTec, respectivamente, han desarrollado un proceso patentado llamado Spatial Atom Layer Deposition.
(SALD). No hay cambios en la química aquí, como es el caso de los surcoreanos Samsung y SK Innovation. El progreso logrado se relaciona con la tecnología de baterías. Los investigadores tuvieron la idea de aplicar el material activo de los electrodos en forma de una capa de varios nanómetros de espesor. Dado que la recolección de iones de litio ocurre solo en la superficie, no hay necesidad de electrodos más gruesos.
Por lo tanto, para un volumen o peso igual, el proceso SALD optimiza tres elementos clave:
- área de electrodo efectiva
- su capacidad para almacenar electricidad
- velocidad de carga
Así, los vehículos equipados con batería SALD pueden tener una autonomía tres veces superior a la de los modelos más potentes del mercado actualmente. ¡La velocidad de recarga podría aumentarse cinco veces! Frank Verhage, CEO de SALD, fundado para comercializar esta innovación, dice una autonomía de 1000 kilómetros para los coches urbanos y hasta 2000 kilómetros para los sedanes. El líder es reacio a establecer un récord teórico de autonomía, pero espera tranquilizar a los conductores. Incluso los automovilistas deportivos todavía pueden tener un 20 o 30% de potencia después de viajar 1000 kilómetros, dijo.
Otra buena noticia es que el proceso SALD es compatible con la diferente química de las células existentes:
- NCA (níquel, cobalto, aluminio)
- NMC (níquel, manganeso, cobalto)
- baterías de electrolito sólido
Podemos apostar que esta tecnología va más allá de la etapa de prototipo, mientras que SALD ya dice que está en discusión con algunos fabricantes de automóviles.
