Tipos de baterías para vehículos eléctricos y sus parámetros
El sector de la movilidad eléctrica (e-movilidad) en España se caracteriza por un lado en la disponibilidad de vehículos eléctricos (VE) y las infraestructuras de recarga o cargadores de coches eléctricos y por otra parte las tendencias de adopción en el lado de la demanda.
Las baterías de iones de litio van a ser la opción preferida para los vehículos eléctricos y otros tipos de aplicaciones en el futuro. Aunque la mayoría de las baterías de iones de litio tienen una composición similar, hay diferentes tipos de baterías de iones de litio disponibles en el mercado. En el caso de los vehículos eléctricos, las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), las de óxido de níquel, manganeso y cobalto (NMC), las de óxido de manganeso y litio (LTO) y las de metal-aire son las más utilizadas.
Mención aparte para los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) que son también una tecnología emergente de los vehículos eléctricos y son más eficientes que los vehículos convencionales con motor de combustión interna, ya que no producen emisiones de escape; sólo liberan vapor de agua y aire caliente. Los FCEV están equipados con otras tecnologías para aumentar la eficiencia; tienen también sistemas de frenado regenerativo que ayudan a capturar la energía perdida durante el frenado y la almacenan en una batería.
La mayor demanda hoy en día para los paquetes de baterías existe en las categorías de 2 y 3 ruedas. Se espera que los vehículos comerciales de 2 y 3 ruedas se adopten más rápidamente y que sus volúmenes sean mucho mayores. Las de 3 ruedas en particular, son atractivos porque la batería y el vehículo pueden separarse fácilmente, ya que no hay limitaciones de factor de forma. A su debido tiempo, es probable que esta oportunidad se presente también en el espacio de los 2 ruedas, una vez que haya un cierto nivel de estandarización en las especificaciones de la batería. Otro sector que seguramente sacara mucho rendimiento de las baterías para vehículos eléctricos son los autobuses eléctricos, parte importante para conseguir un movilidad menos contaminante.
Retos de las baterías para vehículos eléctricos
Sin embargo, es importante recordar que la mayoría de las baterías tienen que hacer frente a las altas temperaturas ambientales y soportar golpes debido a las malas condiciones de la carretera. Esto provoca una reducción del estado de salud (State of Health o SOH), que es una medida de la energía que puede almacenar una batería.
Además, el uso compartido y comercial de los scooters suele promover malos hábitos de conducción, como la aceleración y desaceleración rápidas, las paradas recurrentes y el comportamiento de carga errático. Esto puede repercutir en el consumo de energía de una batería hasta en un 30% y, a la larga, afecta negativamente al SOH de la batería, reduciendo su vida útil.
Por tanto, una batería hecha a medida para condiciones adversas como las que se presentan en algunos países debido a sus infraestructuras y que ofrezca un rendimiento constante puede ser decisiva para modificar el panorama de los vehículos eléctricos en algunos países. El elevado precio de las baterías de iones de litio es también uno de los retos a los que se enfrenta cualquier empresa de baterías para vehículos eléctricos.
Requisitos necesarios de las infraestructuras de recarga
Una infraestructura de carga adecuada es el requisito clave que definirá las tendencias de adopción de los VE en España. Los vehículos eléctricos llevan una energía limitada en sus baterías y necesitan cargarse de vez en cuando, dependiendo del tipo de batería, su tamaño y su capacidad.
Por ello, los sistemas de carga tipo Wallbox son importantes para el funcionamiento sostenible de los vehículos eléctricos. Las necesidades de recarga no sólo dependen del tipo de vehículo (dos ruedas, tres ruedas, cuatro ruedas o autobús), sino también del uso que se haga de ellos, es decir, de pasajeros o comercial. La Union Europea ha fijado el objetivo de electrificar el 70% de todos los vehículos comerciales, el 30% de los coches privados, el 40% de los autobuses y el 80% de las ventas de vehículos de dos y tres ruedas para 2035. Este objetivo requiere la instalación simultánea de estaciones de carga en todo el territorio nacional.
El Gobierno ha apoyado al sector de los vehículos eléctricos a través de programas como el plan MOVES, centrados en la creación de infraestructuras de recarga. La mayoría de los actores de la industria se han mostrado bastante optimistas al respecto y han mostrado un interés activo en el ecosistema de carga de vehículos eléctricos en general. Mientras los principales fabricantes de vehículos eléctricos trabajan en ello, se está construyendo progresivamente un ecosistema para el desarrollo de cargadores, estaciones de carga y otros servicios.
La infraestructura de recarga es la columna vertebral de la movilidad eléctrica, pero también es una de las barreras percibidas para la adopción del VE, dada su limitada disponibilidad y los largos tiempos de recarga. Se está acelerando el ritmo de creación de la infraestructura de recarga, pero va por detrás de Estados Unidos o China. Los elevados costes de funcionamiento y la incertidumbre relacionada con las tasas de utilización de las estaciones de carga están impidiendo que los operadores de carga amplíen su alcance actual.