Baterías de vehículos eléctricos

La batería de tracción de un vehículo eléctrico almacena energía químicamente y suministra electricidad al sistema de propulsión. Esta serie explica cómo sus especificaciones, construcción y sistemas de control afectan a la conducción, la carga y la experiencia de uso del vehículo. Departamento de Energía de EE. UU.: cómo almacenan y liberan energía las baterías Departamento de Energía de EE. UU.: cómo funcionan los coches totalmente eléctricos

Qué importa al comparar baterías de vehículos eléctricos

Empieza por entender qué mide una cifra de capacidad. La capacidad bruta es la energía total declarada por el fabricante antes de aplicar el intervalo de funcionamiento accesible al conductor. EVKX define la capacidad neta, o utilizable, como toda la energía accesible desde el 100 % indicado hasta que se detiene la propulsión, incluida cualquier reserva accesible por debajo del 0 % indicado. Los fabricantes pueden emplear límites distintos para las cifras denominadas netas o utilizables.

La energía del intervalo indicado de 100–0 % excluye esa reserva bajo cero. Los márgenes de protección inaccesibles quedan fuera de la capacidad neta. El capítulo Buffer de batería y capacidad utilizable explica estas magnitudes y por qué la diferencia entre capacidad bruta y neta no permite saber cuánta energía queda cuando el indicador marca cero.

La autonomía depende tanto de la energía disponible como del consumo del vehículo. Para ilustrar el cálculo, supongamos que ambos vehículos disponen de 60 kWh para circular. Un consumo de 16 kWh/100 km da 375 km; uno de 24 kWh/100 km da 250 km. Ambos cálculos utilizan la energía extraída de la batería, en lugar de la electricidad facturada por un cargador. Son distancias ilustrativas con un consumo constante, no predicciones para coches concretos.

Para la carga, compara el tiempo y la energía añadida en un intervalo de carga definido, especificando la temperatura de la batería y el equipo de carga. La potencia máxima describe un punto de la curva de carga. El capítulo Carga de baterías explica cómo los límites de la batería, del vehículo y de la estación determinan el resto de la sesión.

LFP describe la química de la celda; prismático describe su formato. Reducir los componentes de los módulos puede disminuir la masa del pack, mientras que los conjuntos unidos con adhesivo pueden dificultar la sustitución de celdas individuales. Los packs estructurales también pueden contener módulos. Packs de baterías explica estas decisiones de construcción y sus consecuencias para la reparación.

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Fundamentos

• Fundamentos de las baterías explica cómo las celdas almacenan y liberan energía, y distingue tensión, corriente, potencia y energía.
• Química y componentes de las celdas trata los materiales de los electrodos, los electrolitos, los separadores y cómo sus combinaciones afectan al rendimiento de las celdas.
• Formatos de celdas compara celdas cilíndricas, prismáticas y de bolsa, incluido el diseño prismático alargado Blade de BYD. Fraunhofer ISI: formatos de celdas de baterías de iones de litio (2022)
• Packs de baterías explica las conexiones eléctricas, los módulos, la integración estructural, la densidad energética del pack y su reparabilidad.

Funcionamiento y control

• Sistemas de gestión de baterías explica cómo las mediciones se convierten en estimaciones del estado de la batería, límites de funcionamiento y respuestas ante fallos.
• Gestión térmica sigue el recorrido del calor por la batería y explica la refrigeración, la calefacción y el preacondicionamiento.
• Equilibrado de celdas explica cómo los métodos pasivos y activos corrigen las diferencias de carga entre grupos conectados en serie para mejorar el acceso a la energía utilizable.
• Carga de baterías trata las curvas de carga, el tiempo de carga, los límites de temperatura y la compatibilidad con los cargadores.
• Buffer de batería y capacidad utilizable distingue la energía bruta, neta y del intervalo indicado, los márgenes de protección y cualquier reserva accesible bajo cero.

Uso y propiedad

• Degradación de las baterías explica la pérdida permanente de capacidad y potencia, las condiciones de envejecimiento y la interpretación del estado de salud de la batería.
• Seguridad de las baterías trata la prevención y contención de fallos, qué demuestran los ensayos de seguridad y cómo responder a avisos o sospechas de daños.
• Garantía de las baterías separa la cobertura de defectos de las garantías de capacidad y explica las pruebas aceptadas, los requisitos de cobertura y los compromisos de reparación.
• Ciclo de vida de las baterías recorre el diagnóstico, la reparación, la evaluación para una segunda vida y el reciclaje, incluidos los pasaportes de baterías y los requisitos de reciclaje de la UE.

La guía práctica Cómo comprobar la salud de una batería de vehículo eléctrico con una estimación de capacidad muestra cómo los datos de conducción permiten estimar la energía a lo largo del intervalo de carga indicado y seguir su evolución. Explica los límites del método y cuándo hace falta una prueba de diagnóstico; una estimación basada en la conducción no demuestra por sí sola un fallo ni basta para que se acepte una reclamación de garantía.

Industria y avances

• Fabricantes de baterías clasifica a los principales proveedores de celdas por energía instalada y explica el ensamblaje de packs, la producción propiedad de los fabricantes de automóviles y las empresas conjuntas.
• Últimos avances en tecnología de baterías para vehículos eléctricos examina los avances en producción y los diseños emergentes, diferenciando la fase de desarrollo de la calidad de las pruebas que respaldan las prestaciones anunciadas.

Para conectores, equipos de carga doméstica y pública, carga bidireccional e intercambio de baterías, consulta la serie independiente Carga de vehículos eléctricos.