Las baterías de los coches eléctricos tienen una vida útil significativamente mayor de lo esperado

Perfiles de conducción realistas

21 de diciembre de 2024 17:29
Robert Klatt

La vida útil de las baterías de los coches eléctricos se ha estudiado previamente en laboratorio con un ritmo de carga y descarga constante. Si, en cambio, se utiliza un perfil de carga que se corresponda con el comportamiento real de carga y conducción, la vida útil será significativamente mayor. Por tanto, los coches eléctricos pueden utilizar sus baterías durante mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente.

Stanford (Estados Unidos). Actualmente, los investigadores de baterías prueban baterías nuevas casi exclusivamente en laboratorios utilizándolas a un ritmo de carga y descarga constante. Sin embargo, según Simona Onori de la Universidad de Stanford, este proceso no puede examinar de manera realista la vida útil de las baterías de los automóviles eléctricos, porque en el uso diario hay pausas significativamente más largas entre los ciclos de carga y descarga.

Según su publicación en la revista Nature Energy, los científicos desarrollaron cuatro perfiles de descarga diferentes para coches eléctricos, incluido un perfil dinámico basado en datos de conducción reales, y los utilizaron para probar 92 baterías convencionales de iones de litio durante dos años. . El estudio muestra que la vida útil de las baterías aumenta cuanto más se ajusta a la realidad el perfil de descarga utilizado en el laboratorio.

“Aún no hemos probado adecuadamente las baterías de los coches eléctricos. Para nuestra sorpresa, la conducción en el mundo real con aceleraciones y frenadas frecuentes, paradas breves para ir de compras y largos períodos de descanso beneficia la duración de la batería más de lo que hubiéramos esperado según las pruebas de laboratorio estándar”.

El experimento muestra que la vida útil realista de las baterías de los coches eléctricos es más de un tercio más larga de lo que la ciencia había predicho anteriormente. Esto significa que los propietarios de coches eléctricos pueden utilizar su vehículo durante varios años más sin tener que cambiar la costosa batería.

La inteligencia artificial (IA) estudia el envejecimiento de las baterías

Para investigar los factores que influyen en la vida útil de una batería y la influencia de los perfiles de descarga en el envejecimiento de la batería, los investigadores utilizaron inteligencia artificial (IA).

"Las aceleraciones y frenadas frecuentes, las paradas breves y los períodos de descanso prolongados ayudan a que las baterías duren más de lo que pensábamos".

Según los resultados, las aceleraciones breves y rápidas pueden reducir el envejecimiento de la batería. Hasta ahora se suponía que los picos de carga sobrecargaban las baterías y con ello favorecían su degradación.

“Pisar el pedal del acelerador con fuerza no acelera el envejecimiento. Al contrario, parece ralentizar el envejecimiento”.

Envejecimiento cíclico y temporal

Los investigadores también examinaron cómo afectan a las baterías los procesos cíclicos de carga y descarga y el envejecimiento basado en el tiempo.

“Como ingenieros de baterías, asumimos que el envejecimiento cíclico juega un papel significativamente mayor que el envejecimiento con el tiempo. Esto también se aplica en gran medida a los vehículos eléctricos comerciales, como autobuses y furgonetas, que están en funcionamiento o cargándose casi constantemente. Pero en el caso de los coches eléctricos privados, que se utilizan principalmente para desplazamientos, compras o trayectos cortos, el envejecimiento con el tiempo se está convirtiendo en la causa dominante".

Pudieron identificar una tasa de descarga óptima en la que el envejecimiento basado en el tiempo y el ciclo está en equilibrio. Este ritmo está dentro del comportamiento de uso típico de los coches eléctricos de uso privado. Según los investigadores, los fabricantes de automóviles pueden utilizar los nuevos hallazgos para adaptar su software de gestión de baterías y así aumentar la duración de la batería en condiciones reales.

“En el futuro, será fundamental evaluar nuevos materiales y diseños de baterías en condiciones realistas. Los investigadores ahora pueden repensar los mecanismos de envejecimiento sospechosos a nivel químico, de ciencia de materiales y celular para profundizar su comprensión. Esto facilitará el desarrollo de algoritmos de control avanzados que optimicen el uso de las arquitecturas de baterías existentes”.

Energía de la naturaleza, doi: 10.1038/s41560-024-01675-8