Una batería EV reconfigurable podría durar más de un 20% más según el modelo
Chalmers modeló una batería EV reconfigurable capaz de aislar celdas débiles. Con 80 kWh y 12.000 km al año, el reemplazo se retrasó unos 14 meses.
Una sola celda degradada puede limitar la vida útil de toda la batería de un coche eléctrico aunque el resto siga funcionando correctamente. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, evaluaron una arquitectura reconfigurable que puede aislar las celdas debilitadas y seguir aprovechando la capacidad restante. En un escenario modelizado con una batería de 80 kWh y 12.000 km anuales, la sustitución podía retrasarse unos 14 meses.
En una batería convencional, las conexiones eléctricas son en gran medida fijas, de modo que la celda más débil puede limitar toda una cadena en serie. El diseño propuesto añade interruptores electrónicos y lógica de control para aislar una celda o un grupo degradado y redirigir la corriente por los demás elementos.
El estudio publicado en Nature Communications concluye que la configuración más detallada e idealizada podría aumentar la vida útil en más de un 20% en determinadas baterías de alta tensión. El efecto fue especialmente visible en camiones eléctricos y turismos de gran autonomía con muchas celdas conectadas en serie. Los autores subrayan que ese más de 20% es un límite superior teórico, porque el modelo supone control individual de cada celda. Sistemas más prácticos que actúan por grupos necesitan menos electrónica, pero ofrecen una mejora menor.
También existe un coste adicional. Con las estimaciones actuales, la electrónica extra aumenta el coste del pack alrededor de un 9%. Los investigadores sitúan el punto de equilibrio aproximado cerca del 12%; por encima de esa cifra, la ventaja económica durante la vida útil resulta menos probable. Un escenario más robusto usó un sobrecoste inferior a aproximadamente el 7%, una capacidad superior a 50 kWh y menos de 12.150 km al año. La estimación actual del hardware se basa además en unas 1.000 unidades, una escala próxima a la de prototipo.
La tecnología va más allá de diagnosticar el estado de cada celda. El sistema debe detectar la degradación y, además, cambiar dinámicamente la configuración eléctrica de la batería para apartar del circuito activo las celdas o grupos más débiles.
Todavía no existe ningún turismo o camión de serie con exactamente la arquitectura estudiada. Sí hay sistemas experimentales y demostradores; Chalmers menciona Volvo SmartCell y pruebas en carretera de un prototipo de un gran fabricante. Por eso los resultados del modelo no deben trasladarse directamente a las baterías de los EV actuales. El trabajo muestra, más bien, una posible vía para utilizar el pack durante más tiempo y reducir el riesgo de reemplazarlo entero por unas pocas celdas que envejecen más rápido.