La mayor\u00eda de los conductores de coches el\u00e9ctricos lo notan cada invierno: El rendimiento en las estaciones de carga r\u00e1pida baja con las temperaturas. Christoph M. Schwarzer y los analistas de P3 Automotive han elaborado un informe detallado para ver c\u00f3mo afecta el fr\u00edo a las celdas de las bater\u00edas y qu\u00e9 significa esta sensibilidad.<\/p>\n
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La industria automovil\u00edstica ha hecho una promesa: los coches el\u00e9ctricos de bater\u00eda, abreviados BEV por Battery Electric Vehicle (veh\u00edculo el\u00e9ctrico de bater\u00eda), deben ser capaces de cargarse cada vez m\u00e1s r\u00e1pido. Cuanto mejor funcione, menos cr\u00edtica ser\u00e1 la autonom\u00eda real. As\u00ed es como el Hyundai Ioniq 5 nos puso euf\u00f3ricos cuando se present\u00f3. Basado en la plataforma E-GMP de 800 voltios, Hyundai afirmaba que no tardar\u00eda m\u00e1s de 18 minutos en llenar la bater\u00eda del 10% al 80% de SOC. En el punto m\u00e1ximo, se promet\u00edan m\u00e1s de 200 kilovatios de potencia de carga. Sin embargo, durante la prueba en condiciones reales a finales de octubre, a veces s\u00f3lo se pod\u00eda recurrir a una cuarta parte de la curva de carga ideal. Diagn\u00f3stico: demasiado fr\u00edo. Y el Hyundai no es ni mucho menos el \u00fanico con este s\u00edntoma. De hecho, este comportamiento puede observarse en diversos grados en casi todos los BEV.<\/p>\n
Nos pusimos a buscar hechos y encontramos a los expertos en bater\u00edas de P3 Automoci\u00f3n<\/em>.<\/p>\n En concreto, P3 examin\u00f3 los datos de comportamiento y rendimiento de las celdas de las bater\u00edas para investigar c\u00f3mo se ve\u00edan afectadas por el fr\u00edo. Casi nadie conoce bien la qu\u00edmica. \u00bfQuer\u00edamos aclarar qu\u00e9 les ocurre realmente a las c\u00e9lulas de las bater\u00edas a bajas temperaturas? \u00bfQu\u00e9 efectos tiene la carga? \u00bfY qu\u00e9 conclusiones se desprenden de ello: qu\u00e9 deben corregir y compensar los componentes antes mencionados si las celdas muestran malos datos de rendimiento en condiciones clim\u00e1ticas fr\u00edas?<\/p>\n Conclusi\u00f3n: seg\u00fan el documento de P3, es \"esencial\" que los sistemas de bater\u00edas se precalienten autom\u00e1ticamente a bajas temperaturas antes de la carga r\u00e1pida. La temperatura \u00f3ptima de arranque se sit\u00faa entre 20 y 30 grados cent\u00edgrados, seg\u00fan P3. En cuanto se inicia un proceso de carga, la c\u00e9lula de una bater\u00eda se calienta. Si est\u00e1 helada, por ejemplo, a cero grados Celsius, tiene una resistencia interna muy alta, y gran parte de la potencia de carga se escapa en forma de calor, necesario para llevar la c\u00e9lula a la temperatura de carga.<\/p>\n En los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, la m\u00e1xima potencia de carga depende de la perfecta interacci\u00f3n de todos los componentes del sistema de bater\u00edas: Las celdas de la bater\u00eda y su composici\u00f3n qu\u00edmica, el sistema de control de la temperatura para enfriar y calentar las celdas de la bater\u00eda, la carcasa de la bater\u00eda para aislarla del calor y el fr\u00edo, el sistema de gesti\u00f3n de la bater\u00eda como unidad de control central para controlar el rendimiento durante la carga y la descarga, y la interfaz del veh\u00edculo para optimizar la estrategia operativa de recuperaci\u00f3n, preacondicionamiento y otras funciones.<\/p>\n Si est\u00e1 demasiado fr\u00eda, inhibe el rendimiento de carga inicial, un d\u00e9ficit que no se puede compensar en el transcurso. A la inversa, la bater\u00eda se calienta cuando absorbe energ\u00eda el\u00e9ctrica, por lo que el sistema de control de la temperatura del veh\u00edculo debe enfriar activamente las bater\u00edas incluso en los d\u00edas calurosos, ya que las bater\u00edas envejecen m\u00e1s r\u00e1pido a m\u00e1s de 45 grados cent\u00edgrados.<\/p>\n En ambos casos, fuera de la ventana de temperatura ideal (20-30 grados), la potencia de carga se reduce para proteger el sistema de bater\u00edas del envejecimiento y el desgaste, lo que en la jerga t\u00e9cnica se denomina derating.<\/p>\n La gesti\u00f3n t\u00e9rmica eficaz y el preacondicionamiento del sistema de bater\u00edas a bajas temperaturas es un requisito previo para un rendimiento ideal en la estaci\u00f3n de recarga r\u00e1pida y, posteriormente, para el bienestar de los usuarios.<\/p>\n Al menos igual de importante, y \u00e9ste es el segundo resultado elemental de la investigaci\u00f3n de P3, es el precalentamiento para la resistencia c\u00edclica de la bater\u00eda: una c\u00e9lula no templada envejece cuatro veces (!) m\u00e1s r\u00e1pido durante los ciclos de carga y descarga a menos de cinco grados cent\u00edgrados que una que se carga y descarga a alta temperatura. Este es el resultado del llamado chapado de litio, es decir, la deposici\u00f3n de litio met\u00e1lico en el electrodo negativo. Como resultado del chapado, los iones de litio ya no est\u00e1n disponibles para el transporte de carga y descarga, lo que, seg\u00fan P3, puede provocar una \"reducci\u00f3n de la capacidad del 50% o superior y una reducci\u00f3n exponencial de la vida \u00fatil\". Adem\u00e1s, a medida que aumenta el chapado de litio, pueden formarse las llamadas dendritas, que aumentan el riesgo de cortocircuito y de incendio.<\/p>\n La excelente bater\u00eda cuida de s\u00ed misma. Esta idea no es nueva. Sin embargo, cada vez est\u00e1 m\u00e1s claro lo importante que es, a temperaturas extremas, combinar una planificaci\u00f3n perfecta de la ruta con un preacondicionamiento autom\u00e1tico y una gesti\u00f3n suave de la bater\u00eda por un lado -es decir, el software- y el hardware necesario por otro.<\/p>\n He aqu\u00ed varios ejemplos concretos: El modelo original del planificador de rutas con preacondicionamiento fue Tesla. Entretanto, fabricantes como BMW, Mercedes y Porsche han seguido su ejemplo, y Hyundai tambi\u00e9n ha anunciado una revisi\u00f3n del Ioniq 5. Toyota, por su parte, informa de que el SUV bZ4X (pronunciado \"bee zee four cross\") contar\u00e1 de serie con una bomba de calor para \"poner a temperatura la bater\u00eda de alto voltaje\", y no principalmente para reducir el consumo al calentar el interior. Por su experiencia con los coches h\u00edbridos, Jap\u00f3n probablemente sabe mejor de lo que le gustar\u00eda admitir al mundo exterior c\u00f3mo controlar los sistemas de bater\u00edas de forma fiable.<\/p>\n Por desgracia, es evidente que el software y el hardware elaborados cuestan dinero, lo que se traduce en una menor oferta en los segmentos de veh\u00edculos de menor precio. En otras palabras, exactamente donde el coste de la bater\u00eda duele m\u00e1s de todos modos, y donde no es posible construir un generoso amortiguador bruto sobre la capacidad neta precisamente por estas razones de coste. Hay motivos para temer que la practicidad y la durabilidad se resientan en estos segmentos.<\/p>\n Volvamos al documento P3 y al principal hallazgo cient\u00edfico:<\/p>\n Conclusi\u00f3n<\/strong>: Para no desanimar a los conductores de coches el\u00e9ctricos, la industria debe instalar un planificador de rutas con preacondicionamiento autom\u00e1tico del sistema de bater\u00edas incluso en los BEV de menor precio. Es la \u00fanica forma de recorrer c\u00f3modamente distancias m\u00e1s largas sin da\u00f1ar la bater\u00eda en temperaturas fr\u00edas. Esto significa algo m\u00e1s que software, porque la calefacci\u00f3n y la refrigeraci\u00f3n activas a\u00fan no son un est\u00e1ndar en muchos BEV de bajo precio. Este hardware es tambi\u00e9n el requisito previo para garantizar la durabilidad de las celdas de la bater\u00eda. Si todo esto no se combina, la propia reputaci\u00f3n de la e-movilidad se resentir\u00e1.<\/p>\nEl precalentamiento a 20-30 grados es \"esencial\".<\/h3>\n
El preacondicionamiento es crucial para la durabilidad.<\/h3>\n
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