BMW ha sido el primer fabricante de automóviles que ha decidido utilizar la tecnología de iones de litio de SB LiMotive en su proyecto Megacity Vehicle, un vehículo con accionamiento puramente eléctrico.
Además, SB LiMotive suministrará las celdas de baterías para el vehículo eléctrico de BMW Concept ActiveE, con el que BMW creará una flota de pruebas para el año 2011. “Además, estamos negociando con un gran número de fabricantes de coches acerca del suministro de celdas y baterías para vehículos híbridos y eléctricos”, continuó Fetzer.
Casi todos los fabricantes de automóviles y proveedores coinciden en que el acumulador de energía para los coches híbridos y eléctricos del futuro será de baterías de iones de litio porque, al contrario de otras tecnologías, este tipo de baterías ofrecen las mejores perspectivas de desarrollo.
“Las exigencias del sector del automóvil para esta tecnología son muy elevadas. Los ingenieros de SB LiMotive se van acercando rápidamente, paso a paso, a los objetivos de desarrollo”, comentó Joachim Fetzer, vicepresidente ejecutivo de SB LiMotive, una empresa conjunta creada por Bosch y Samsung SDI.
Reto a los costes de las baterías
El desarrollo y la mejora de la batería de iones de litio se ha concentrado, básicamente, en cinco puntos: costes, densidad energética y de potencia (autonomía), seguridad y vida útil. El grado de aceptación que los vehículos eléctricos tengan en el consumidor final dependerá, sobre todo, del precio final de venta.
La batería es el componente más caro del vehículo eléctrico. SB LiMotive se ha fijado como objetivo conseguir para 2015 un precio de 350 euros por Kw/h, con lo que una batería con una capacidad de 35 kW/h costaría unos 12.000 euros.
Con el previsible aumento de la producción, se reducirán los costes en los años sucesivos. En este sentido, Fetzer destacó que, “los costes de desarrollo por unidad para las baterías de iones de litio que pueda tener un fabricante con una capacidad de fabricación de entre 50.000 y 100.000 packs es, en comparación con los costes de un fabricante con una capacidad de 500.000 packs al año, de unos 500 euros superior”.
Autonomía
Otro criterio para alcanzar el éxito es la autonomía de un vehículo eléctrico, un factor que depende en gran medida de la densidad energética de la celda de batería. El objetivo más inmediato es duplicar la densidad energética actual. De esta manera se podrían lograr recorridos de hasta 200 kilómetros, tal y como demandan los consumidores.
“En la mejora de la densidad energética y de la densidad de la potencia se optimizan, en primer lugar, los materiales de la química de las celdas”, dijo Fetzer. Con la mejora de la densidad energética se pueden reducir también el peso y las dimensiones. Para un vehículo con un alcance de 100 a 150 kilómetros, la batería tendría hoy el tamaño del maletero de un coche del segmento compacto, por ejemplo, de un VW Golf. Para una capacidad de 35 kW/h, se trataría de un volumen de 350 litros y un peso de 350 kilogramos.
Vida útil y seguridad
También queremos que la batería dure tanto como el automóvil. Eso significa que una batería para un coche híbrido deberá aguantar más de un millón de ciclos de recarga, porque el híbrido cambia frecuentemente entre la descarga y la carga de recuperación.
En el caso de baterías para coche eléctrico, SB LiMotive quiere lograr unos 1.500 a 2.000 ciclos de carga completa, lo que, con una alcance de 150 a 200 kilómetros, correspondería a un recorrido de, aproximadamente, 300.000 kilómetros.
Con una vida útil de más de 10 años, la batería no sería un componente de servicio, ya que en ese tiempo la capacidad disponible de la batería no caería por debajo del 80 por ciento de la capacidad original.
También la seguridad de la técnica de las baterías se debe adaptar a los elevados requisitos de la industria del automóvil. Aquí, los materiales con una elevada seguridad energética juegan un papel fundamental como, por ejemplo, un separador de interrupción (Shut Down Separator) que interrumpa el flujo de corriente cuando la temperatura alcance un valor inadmisible.
En el pack de la batería, la supervisión de las celdas es esencial: Tanto la corriente como la tensión y la temperatura o el estado de carga se registran y regulan continuamente a través del sistema de gestión de la batería.
De esa manera, se protege la batería contra una descarga demasiado fuerte o contra el sobrecalentamiento. Un sistema de gestión térmica muy complejo se encarga de que la batería trabaje siempre dentro de un ámbito de temperatura óptimo, con lo que se garantiza el funcionamiento seguro en todos los estados de servicio.
Una temperatura de servicio constante de 35 a 40 ºC permite que la batería mantenga su capacidad de servicio de forma permanente. Las temperaturas bajas provocan que se reduzca la potencia y las temperaturas más altas reducen la vida útil.