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Recarga de Baterías de Vehículos eléctricos – II Parte

Publicado el 4 noviembre 2013 por Electricocar.com


Las empresas del sector se encuentran investigando diversos procesos para la gestión y la recarga de las baterías de Litio que conduzcan a una mayor vida útil de las mismas.

recarga bateria coche eléctrico
 

Estado del arte

Actualmente, las grandes corporaciones y empresas del sector se encuentran investigando diversos tipos de tecnologías para fabricar las baterías. Varias conviven en la actualidad aunque poco a poco se va viendo cuál de ellas es la que va a dominar en un futuro cercano: el Litio.

Las baterías de plomo-ácido son las baterías que se encuentran en cualquier coche convencional. Desgraciadamente, el plomo no es un material muy liviano y sólo consiguen del orden de 30 Wh/Kg. Por este motivo y su número limitado de ciclos de carga y descarga, la descartan para su posible uso.

Las baterías de Niquel-Cádmio (Ni-Cd) se basan en una tecnología que ha sido ampliamente utilizada para las pilas recargables. Consiguen del orden de 65 Wh/Kg pero presentan un defecto fundamental y es que tienen un elevado efecto memoria, lo que significa que no deben volver a cargarse hasta que no se hayan agotado por completo, ya que sus prestaciones se reducirían. Otro de sus puntos desfavorables es que tienen un escaso número de ciclos de recarga (unos 500).

Las baterías de Níquel e hidruro metálico (Ni-Mh) se pueden encontrar en la mayoría de híbridos que se comercializan hoy en día. Son las elegidas por el sistema HSD de Toyota, el LHD de Lexus y el IMA de Honda. Presentan ventajas como una buena densidad energética, aunque menor que las de Litio, pero aguantan un elevado número de ciclos de carga y descarga.

Las baterías de Litio son las elegidas por todos los fabricantes para ser colocadas en sus modelos eléctricos. Presentan a día de hoy la mejor densidad energética que en algunos casos puede superar los 150 Wh/Kg, un alto número de ciclos de carga/descarga (del orden de 5.000) y muy baja autodescarga. Con ellas se consigue con menor peso y más kilómetros de autonomía, aunque también tienen desventajas, ya que con la edad, van perdiendo capacidad y también son más peligrosas en caso de accidente.

A partir de este estudio, las empresas del sector se encuentran investigando diversos procesos para la gestión y la recarga de las baterías de Litio que conduzcan a una mayor vida útil de las mismas. Electrolineras y postes eléctricos distribuidos por la ciudad, son los métodos más conocidos actualmente para dicha recarga, pero en estos casos, nos encontramos con el problema de los diferentes conectores propietarios de cada fabricante e incluso los diferentes voltajes de suministro eléctrico de cada país, que nos obligan a usar diferentes transformadores para la recarga de dichas baterías.

Además de las baterías convencionales de Litio, nos podemos encontrar con otra vertiente del mercado algo menos desarrollada todavía a pesar de su alta eficiencia y el considerable ahorro ecológico que produce, es la basada en las pilas de combustible. Estas pilas, también llamadas células o celdas de combustible, son dispositivos electroquímicos de conversión de energía diseñados para permitir el reabastecimiento continuo desde los reactivos consumidos, es decir, producen electricidad a partir de una fuente externa de combustible y del oxígeno del aire, en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería de Litio.

En una celda de combustible, los electrodos son catalíticos y relativamente estables. Los reactivos más típicos utilizados en estas celdas, son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el cátodo, por lo que las denominamos celdas de hidrógeno.

Como comparación, podemos decir que una pila de combustible, tiene una eficiencia neta alrededor del 50% de la energía de entrada, mientras que un motor convencional tiene del 25% y una batería de plomo-ácido, mucho más barata, puede ser cercana al 90%.

Las últimas investigaciones del mercado están dirigidas hacía procedimientos más cómodos para el usuario final, como pueden ser las recargas inalámbricas en el caso de las baterías de Litio. En este ámbito, destacan las investigaciones realizadas por AUDI (REF. 2).

Éste método se basaría en la ausencia de cables y en el cual, una bobina en el interior de un automóvil, produciría una recarga automática de la batería, al ser colocado el vehículo sobre un dispositivo situado bajo el pavimento. Este dispositivo formado principalmente por otra bobina magnética alimentada por una corriente eléctrica, generará un campo magnético inducido sobre la bobina del vehículo y por tanto una corriente eléctrica que recargaría la batería sin necesidad de realizar conexión alguna mediante cables en el vehículo.

La explicación científica de este efecto la descubrió Faraday en el siglo XIX y fue desarrollado posteriormente por científicos como Tesla o Biot y Savart, hasta que Maxwell enunció las leyes que lo gobiernan. Este efecto se basa en una ley muy sencilla y es que todo campo eléctrico lleva asociado un campo magnético perpendicular a éste y a su dirección de su propagación.

El sistema se basa en hacer pasar una corriente eléctrica por una bobina o solenoide situados bajo el pavimento. Esta corriente eléctrica, generará un campo magnético inducido gobernado como hemos comentado, por las leyes de Biot-Savart y Ampere-Maxwell de tal manera que el campo magnético B o inducción magnética producida en un punto del espacio por un solenoide por el que circula una corriente eléctrica, vendrá dado por una ecuación integral directamente proporcional a la densidad de corriente eléctrica e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Como puntos negativos de este tipo de tecnologías inalámbricas, cabría destacar la ineficiencia de las recargas en comparación con las tecnologías actuales, en las cuales, la corriente eléctrica no depende de la distancia entre las bobinas, sino que se transmite por cables y la pérdida de corriente en dicho proceso es prácticamente nula.

Además, cabe destacar que la producción de campos magnéticos inducidos, siempre desata en la población temores a posibles enfermedades de tipo cancerígeno. Aunque en la actualidad no ha sido probada esta relación entre la exposición a la radiación de un campo magnético y determinados tipos de cáncer, dicha radiación es similar a la de una antena de comunicaciones y la propagación de ambas radiaciones es gobernada por las mismas leyes de Maxwell.
 



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