La batería del coche eléctrico es sin lugar a dudas uno de los elementos más pesados del vehículo. En función del tipo de batería que alimenta el motor de un coche eléctrico este puede alcanzar una masa notable, aunque la serie histórica nos anuncia buenas noticias: el peso de las baterías es cada vez menor para la misma unidad de energía transportada, y no estamos ni cerca de alcanzar el límite teórico.
¿De qué está fabricada la batería de un coche eléctrico?
La batería de un coche eléctrico contiene una amalgama de elementos tales como el litio, el cobalto, el níquel, el manganeso, el hierro, el aluminio o el cobre, entre otros. Aunque estos no están repartidos de forma homogénea. En el cátodo, el polo positivo de la batería, suele aparecer níquel, manganeso o cobalto; mientras que en el ánodo, el polo negativo, suele haber presentes polvo de grafito o litio.
Las baterías de Li-ion, las más usadas en el presente por Renault, tienen un electrolito hecho de sal de litio. El electrolito es el medio físico por el que se mueven iones (en este caso de litio) de un lugar a otro, formando la corriente eléctrica. Dada la alta densidad energética de este material, este tipo de baterías se han comido todo el mercado, y se han abandonado otros más pesados e incluso contaminantes.
¿Cuánto pesa la batería de un coche eléctrico?
El peso de la batería de los automóviles varía en función de algunas variables como la masa total del vehículo o la autonomía. Mientras que el Renault Twizy usaba unas celdas cuyo peso rondaba los 46 kilogramos, el Renault Twingo cuenta con una cuyo peso es de 165 kilogramos, con una autonomía que se ha multiplicado casi por tres de un modelo a otro debido a mejoras tecnológicas que se verán a continuación.
Es importante destacar que no hay un peso tipo de batería eléctrica para vehículos eléctricos, y que esta depende de factores relacionados con la autonomía o el peso.
Por ejemplo, es posible que un SUV de corte estadounidense, básicamente grandes rancheras, tenga baterías por un peso de una tonelada; aunque los modelos europeos son bastante más contenidos y notablemente más eficientes al contar con un coeficiente aerodinámico inferior y menos masa.
Por ejemplo, el Renault Megane E-Tech 100% eléctrico EV40 tiene una batería de 292 kg con una densidad energética de 143 Wh/kg, lo que le da 41,76 kWh de energía; mientras que la versión EV60 tiene una masa de 394 kg, una densidad energética de 159 Wh/kg y una capacidad energética de 62,64 kWh. Estas baterías otorgan una autonomía de hasta 300 kilómetros para la batería del EV40 y hasta 470 kilómetros para la del EV60.
¿Qué pesa más, un coche eléctrico o uno de combustión?
Los motores de combustión suelen tener una masa de aproximadamente el 10 % del peso del vehículo. Según RACE, un motor convencional de cuatro cilindros ronda entre los 120 kg y los 240 kg; mientras que un V6 o V8, mucho menos frecuentes, se acercan a los 250 kg y 300 kg. Sin embargo, los motores eléctricos son bastante más compactos, sencillos y eficientes, y su peso es notablemente inferior: entre 50 kg y 60 kg.
El sobrepeso de los vehículos eléctricos está sin lugar a dudas en su batería, cuya densidad energética es aún baja para los estándares de combustión pero que sigue una curva imparable en densificación. Como podemos ver en artículos científicos como este o este, o divulgativos como este o este:
- La densidad energética de las baterías sigue aumentando año a año, tanto medida como densidad de energía gravimétrica (en Wh/kg) como en forma de densidad energía volumétrica (Wh/l). Se ha multiplicado por ocho en 10 años.
- La densidad energética de las baterías tiene un techo teórico del que estamos muy lejos, y que quizá alcancemos hacia 2030 o 2040, al menos duplicando (quizá triplicando) la actual densidad.
- Aún desconocemos las densidades energéticas teóricas máximas de baterías eléctricas basadas en fluidos, probablemente la próxima iteración tras el Ion-Li sólido, como esta lo fue de las baterías de plomo ácido.
- El precio de las baterías se desplomó un 97 % de 1991 a 2018, y esto hizo que se adquiriesen más y se optimizarán bastante, al tener la industria más recursos para investigar
No cabe duda de que, pese a su actual peso, las baterías eléctricas son más interesantes que los tanques de combustible. Tanto el coche de combustión como su homólogo eléctrico llevan a cuestas su propia energía, por lo que reducir su masa por unidad de energía transportada es uno de los pilares del sector.
¿Dónde se sitúa la batería de un coche eléctrico?
Mientras que los depósitos de combustión tenían reservado un espacio delante, encima o detrás del eje trasero, el lugar preferido por los fabricantes de vehículos eléctricos para la instalación de la batería es en la parte de abajo del vehículo, en el plano que hay entre ambos ejes. ¿Los motivos? Principalmente por seguridad, estabilidad, control del vehículo o aerodinámica.
La batería del vehículo es un elemento de cierto volumen y masa, por lo que su ubicación resulta clave para el comportamiento del vehículo en circulación: si estuviese arriba, como en una baca, el vehículo sería susceptible a vuelco y muy poco aerodinámico. Además, esta ubicación protege la batería de posibles colisiones con otros vehículos u objetos.
Tecnología de carga bidireccional
La tecnología de carga bidireccional permite que la energía que ya ha entrado a la batería del coche eléctrico salga para alimentar cualquier dispositivo eléctrico. De hecho, Renault está trabajando por una tecnología de carga llamada V2L o vehicle to load que consiste en la inclusión de un enchufe a 220 V o 230 V dentro del actual prototipo del Renault R5. Este vehículo también incluirá la posibilidad de:
- Transferir energía a la red eléctrica (V2G o vehicle to grid, lo que permitiría usar la flota de coches enchufados como baterías externas para sistemas de generación renovable.
- Transferir la energía al circuito del hogar (V2H o vehicle to home), algo que facilitará a muchos dueños de viviendas el poder controlar mejor el uso que hacen de su energía.
La segunda vida de las baterías de los eléctricos
Una vez terminado el ciclo de vida útil de una batería de coche eléctrico como batería de coche eléctrico, puede tener una segunda vida como batería del hogar, o batería de oficina. Todas las baterías se degradan con el paso del tiempo y del uso, reduciéndose su autonomía con las décadas. Hay un momento en que estas baterías no pueden ser usadas para mover un coche, pero eso no significa que se vayan a desechar.
Una batería de coche de 60 kWh cuya carga máxima ahora ronde los 40 kWh, por poner un ejemplo, seguirá siendo un perfecto accesorio para almacenar energía en los hogares o las empresas. Su destino final será el reciclaje, claro, pero es posible usar la batería para que tenga tantas vidas como le sea posible por diseño.
Fuente: renault.es
