Coche eléctrico: ¿cuánto dura la batería?

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Posponer eso 4 de julio de 2020 a las 11:21 p.m.

Los autos eléctricos se están estableciendo cada vez más en la flota francesa e internacional. Son más ecológicos que los modelos térmicos, son cada vez más baratos y, por lo tanto, interesan a una nueva parte de la población. Pero, ¿qué pasa con la duración de la batería? ¿Se rendirá como en un teléfono inteligente después de unos pocos años? Preguntas que estamos tratando de responder.

Batería de coche eléctricoEstación de carga Tesla

Los autos eléctricos son cada vez más populares en Francia y en todo el mundo. En Europa, el 100% eléctrico (por lo tanto, sin híbrido) está representado 4.3% de ventas en el primer trimestre de 2020 según la Asociación de Fabricantes Europeos de Automóviles (ACEA). Ser uno 58% más en comparación con el mismo período del año pasado.

El mercado está en auge y esto es solo el comienzo. Según el instituto de investigación BloombergNEF, los autos térmicos alcanzaron su punto máximo en 2017 y gradualmente darán paso a los autos eléctricos. A partir de 2023, la cuota de mercado de la industria electrónica debería recaer en la industria automotriz. 7% en todo el mundo. Durante esta década, también deberíamos ver un balancín contigo Caída de los precios de estos tipos de vehículos que eventualmente al mismo precio que térmico.

En Europa, los autos eléctricos más masivos podrían incluso venderse a partir de 2022 al mismo precio que un equivalente térmico. Vehículos más pequeños y otros mercados seguirán gradualmente. BloombergNEF espera una participación de mercado del 10% para 2025, 28% para 2030 y 58% para 2040 en términos de registros. En 2040 El 31% de los automóviles que aún circulan funcionarían completamente con electricidad..

Renault Zoe batería
Descripción general de la batería Renault Zoe

Por lo tanto, muchos consumidores inevitablemente hacen preguntas sobre los automóviles eléctricos y, en particular, sobre los elementos que los distinguen de los automóviles térmicos convencionales: durabilidad, rendimiento, autonomía, recarga … A menudo surge la pregunta: «¿Cuál es la vida útil de una batería de automóvil eléctrico?» ¿La batería me soltó rápidamente y me obligó a pagar un reemplazo costoso? «… Tenemos algunas respuestas en este archivo para que las vea con mayor claridad.

¿Cómo funciona la batería de un automóvil eléctrico?

Antes de continuar, debe comenzar con lo básico y reflexionar sobre cómo funcionan las baterías de los automóviles eléctricos. En primer lugar, sepa que la tecnología que se ha establecido para las baterías de automóviles eléctricos es que Ion de litio (Li-ion). Probablemente ya tenga algunos conocimientos al respecto, ya que se ha utilizado para nuestras baterías en teléfonos, computadoras portátiles y muchos otros dispositivos electrónicos durante muchos años.

Gracias a su uso, las baterías de iones de litio se han establecido en todos los dispositivos inalámbricos en nuestra vida diaria. densidad de carga mucho mayor que las soluciones utilizadas anteriormente, como el níquel-cadmio (NiCd) o el hidruro de níquel-metal (NiMH), otros tipos de baterías recargables. Eso significa que puede almacenar mucha más energía en una batería del mismo tamaño. Por esta razón, el ion de litio ha revolucionado los dispositivos móviles pequeños, como teléfonos o computadoras portátiles, por primera vez, en una industria en la que nos centramos en lo «cada vez más delgado».

En los últimos años, los fabricantes de automóviles eléctricos, especialmente bajo el liderazgo de Tesla, han logrado reducir drásticamente el precio de las baterías de iones de litio al tiempo que aumentan su rendimiento. La tecnología se está volviendo cada vez más madura y permite la democratización de los autos eléctricos a medida que se vuelven más atractivos para los consumidores, tanto en términos de su rendimiento como de los precios calculados.

Ahora hablemos de composición y reacción química. Los átomos de litio consisten en tres electrones y tres protones, por lo que tienen una carga eléctrica neutra. Pero los átomos de litio tienen la diferencia de que pierden fácilmente un electrón. En este caso, El átomo se convierte en un ion. y luego tiene una carga eléctrica. Como resultado, se hace posible atraer y poner electrones en movimiento, ya sea para que la batería alimente el dispositivo con el que está equipada, o para recargar la batería cuando está conectada a una fuente de alimentación.

Cada batería consta de varios acumuladores, que se pueden llamar células o células. Cada uno de ellos contiene un electrodo positivo, el cátodoy un electrodo negativo, el ánodo. En el medio hay un electrolito, una sustancia conductora que en nuestro caso contiene un gran volumen de iones de litio. Los iones de litio migran a través del electrolito al cátodo o ánodo dependiendo de la fuerza aplicada.

Cabe señalar que el fenómeno redox, es decir H. La transferencia de electrones entre el cátodo y el ánodo no implica el paso de electrones a través del electrolito. Estos se mueven de uno a otro a través del cargador o de los componentes del dispositivo que se alimenta.

Entonces, tenemos dos posibles reacciones químicas que varían dependiendo de cómo se use la batería:

  • Cuando La batería suministra electricidad a un dispositivo.Los electrones se mueven del cátodo al ánodo y, por el contrario, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo.
  • Cuando La batería está alimentada por una fuente eléctrica.los electrones se mueven del ánodo al cátodo y viceversa, los iones de litio se mueven del cátodo al ánodo.

La generación o almacenamiento de energía sigue siendo posible mientras los iones de litio continúen moviéndose de un electrodo a otro, asegurando así la transferencia de electrones. Tan pronto como los iones de litio ya no puedan proporcionar estos movimientos continuos de ida y vuelta entre el cátodo y el ánodo, La batería ha dejado de funcionar. El proceso es gradual: la transferencia es cada vez más lenta, lo que reduce la autonomía y aumenta el tiempo de carga hasta que la batería esté completamente descargada.

No se preocupe, las baterías de los autos eléctricos están diseñadas para que su batería no falle sorprendentemente. Sabrás cuándo pensar en reemplazarlo antes de que se lance.

¿Cómo se mide la vida útil de la batería de un automóvil eléctrico?

En un automóvil eléctrico, el deterioro de piezas y componentes se mide de manera diferente según la identidad. Es interesante para algunos saber el suyo Años por ejemplo. Este no es realmente el caso con las baterías de iones de litio porque no se deterioran cuando no están en uso. Un factor a menudo interesante es el kilometraje, ya que puede usarse para determinar cuánto se ha usado el vehículo. Pero el Kilometraje por sí solo no es un indicador muy preciso porque no refleja las condiciones de manejo. Conducir por la ciudad todos los días o tragar kilómetros de autopista una vez al mes con el mismo kilometraje no tiene el mismo impacto en el automóvil y sus componentes.

BMW i3 batería
Descripción general de la batería del BMW i3

Para conocer bastante bien la vida útil de la batería de un automóvil eléctrico, hablemos más al respecto Ciclo de carga, como otros dispositivos que usan tecnología de iones de litio en otros lugares. Tenga en cuenta que un ciclo de carga no corresponde a la carga del vehículo (desde el momento en que el vehículo está conectado a una fuente de alimentación hasta el momento de la desconexión), sino desde el paso del 0 al 100% del kit de batería. Por ejemplo, si carga del 30 al 80% de su automóvil, esto solo cuenta como medio ciclo de carga.

¿Cuánto dura la batería de un automóvil eléctrico?

Después de algunas pruebas de química, ha llegado el momento de las matemáticas. Para determinar la vida útil de una batería de automóvil eléctrico, se debe tener en cuenta el número de ciclos de carga admitidos, pero también la capacidad de la batería. Y, por último, todo se complica aquí, teniendo en cuenta factores específicos del usuario (como el número promedio de kilómetros recorridos cada año) cuando se debe alcanzar una vida útil por edad en lugar de kilometraje o por edad, el usuario en general buscar.

Como se indicó anteriormente, la primera información importante es la cantidad de ciclos de carga que la batería puede contener. Este número varía según el modelo. Depende de usted consultar con el fabricante. Aquí nos encontramos con una falta de perspectiva: los autos eléctricos son nuevos y es difícil estimar correctamente el número de ciclos de carga. Por supuesto, hay primeras experiencias, pero necesariamente provienen de modelos antiguos. Y dado que la tecnología se está desarrollando rápidamente, tiene poco sentido utilizar los resultados de los autos eléctricos comprados hace 10 años, ya que las baterías ahora están mucho mejor optimizadas.

Nissan Leaf batería
Descripción general de la batería Nissan Leaf

Los constructores generalmente apuntan entre 1000 y 2000 ciclos de cargaCon 1.500 ciclos de carga, el estándar está en el medio. Es el indicador más preciso para medir la duración de la batería, pero también es el menos concreto para un comprador potencial, que a menudo no tiene idea de lo que pueden representar esos datos.

los Capacidad de la batería, medido en kWh, también afecta la vida útil de la batería. Podemos imaginar que cuanto más impone, se requieren menos ciclos de carga y, por lo tanto, dura más. Una batería más grande a menudo significa un automóvil más pesado o más potente que usa más energía. Por lo tanto, es necesario considerar no solo la capacidad de la batería, sino también que consumo medio del vehículo Usted está interesado en su estilo de conducción también afecta. Si estás acostumbrado a conducir rápido y a utilizar funciones que consumen muchos recursos, es posible que debas cargar con más frecuencia y, por lo tanto, tener una vida útil más corta. Y por supuesto que pista cubierta también debe incluirse en la ecuación. Por lo general, es bastante fácil para usted estimar los kilómetros que conduce cada año si ya tiene un vehículo. Depende de usted considerar todos estos parámetros para calcular cuánto tiempo puede durar la batería para un modelo en particular y de acuerdo con su uso.

Batería de coche eléctrico
Según un informe de la marca, las baterías Tesla se desmontan mucho menos rápido de lo esperado

La mejor manera de tener una idea de la duración de la batería de un automóvil eléctrico es leer las garantías del fabricante. Por ejemplo, Tesla ofrece una garantía en la batería y el tren motriz de su Modelo S y Modelo X hasta ocho años o 240,000 kilómetros. Por lo tanto, está casi seguro de que estará tranquilo durante al menos ocho años o después de 240,000 kilómetros, pero seguramente se beneficiará mucho más si el fabricante deliberadamente pone el listón muy bajo para que no se necesiten reparaciones y un reemplazo gratuito.

En junio de 2020, Tesla también publicó un informe sobre el impacto ambiental de sus vehículos. Los datos proporcionados por el fabricante son extremadamente prometedores en términos de duración de la batería. Con el modelo S y el modelo X, la capacidad de la batería disminuiría en un promedio de solo 5% después de 100,000 kilómetros. Y la pérdida sería aún más lenta, ya que tenemos que esperar 320,000 km antes de que la batería pierda el 10% de su capacidad original. Entonces, hay algo que ver: en promedio, una batería Tesla puede durar mucho tiempo más de 10 años, incluso si conduce 30,000 kilómetros al año.

Desafortunadamente, este tipo de estudio todavía es muy raro hoy en día, y los números necesariamente varían según el modelo. Tesla es el líder de la industria y sus modelos S y X son productos de alta gama. No deberíamos esperar un rendimiento de nivel de entrada como este de los fabricantes que no son tan avanzados en vehículos eléctricos. Por lo tanto, debe verificarlo caso por caso.

¿Cuándo debe reemplazar la batería de su automóvil eléctrico?

Hay mas aqui una cuestión de capacidad de la batería como kilometraje o años. Como ya se explicó, cada ciclo de carga reduce la cantidad de energía que la batería puede almacenar. Con el tiempo, el alcance del automóvil disminuye y puede conducir menos rutas con una carga completa.

Por supuesto, no se trata de esperar una relación muy baja antes de cambiar la batería. Si la capacidad realmente se vuelve demasiado pequeña, la comodidad de uso no existirá, ya que el usuario se ve obligado a restringirse a distancias cortas antes de cada carga. Es una cuestión de sentimiento, pero para darle una idea, no se recomienda mantener una batería que esté vacía. debajo del umbral del 70%.

Es interesante echar un vistazo a las garantías del fabricante sobre este tema. en el Estás aquíEl cliente tiene derecho a solicitar un cambio de batería si cae por debajo del 70% ocho kilómetros o X kilómetros conducidos hace ocho años (entre 160,000 y 240,000 kilómetros dependiendo del modelo). Para su ZOE, uno de los autos eléctricos más vendidos en Europa, Renault ofrece una garantía si la batería cae al 66% de su capacidad original hace ocho años o 160,000 kilómetros. Esta tasa aumenta al 75% si elige alquilar la batería en lugar de comprarla, una opción que el fabricante francés ofrece a sus clientes. Otro modelo eléctrico popular, el Nissan LEAF, también está cubierto si la batería se deteriora a un cierto nivel hace ocho años o 160,000 kilómetros. La garantía se activa cuando la capacidad cae por debajo de 9 de 12 bares (75% equivalente).

renault zoe
El Renault Zoe, un éxito de ventas en Europa.

Si temes que la batería de tu automóvil eléctrico se agote rápidamente, contacta a un fabricante que ofrezca una garantía interesante. No todos los fabricantes se encargan de esto, verifique sus derechos sobre este asunto antes de comprar. Esto le da tranquilidad durante mucho tiempo, a menos que se trague los kilómetros a gran velocidad.

¿Cómo puede extender la vida útil de una batería para autos eléctricos?

Como hemos visto, la batería en los autos eléctricos no es un problema real hoy en día. Sin embargo, si desea conservar su vehículo durante mucho tiempo sin cambiarlo, o si tiene un modelo antiguo que no se beneficia de las últimas tecnologías, debe saber que puede usar comportamientos que permitan agotar la batería con menos rapidez. utilizar.

Dado lo que dijimos anteriormente sobre los efectos de los ciclos de carga en la batería, por supuesto, cualquier cosa que reduzca el consumo de energía del vehículo nos permite extender su vida útil porque tenemos menos para cargar el automóvil. Para este propósito, se recomienda conducir a una velocidad medida mientras se observan los principios de manejo ambientalmente consciente (por ejemplo, sin aceleración y frenado repentinos), que también se aplican a vehículos con motores de combustión interna.

Además, tenga cuidado de no abusar de las funciones que funcionan con baterías que le son de poca utilidad, como el aire acondicionado, las pantallas integradas (si las hay), el sistema de audio. Este no es el equipo que requiere más recursos. Así que no dude en usarlos cuando realmente los necesite. No se trata de eludir todo. Sin embargo, apáguelo cuando termine de usarlo o reduzca un poco su consumo. Esto puede conducir a una vida útil más larga a largo plazo.

Pantalla Tesla Model X
Tesla Model X contiene muchas funciones secundarias

Asegúrese de viajar con neumáticos bien inflados. Si este no es el caso, además del peligro asociado y la comodidad asociada, otras partes del vehículo deben compensar la debilidad del neumático y, por lo tanto, usar energía. Recomendamos que no utilice enchufes convencionales para cargar el vehículo, ya que esto puede dañar la batería a largo plazo. Use estaciones de carga o instale un dispositivo especialmente desarrollado para esta práctica en casa. Los cargadores rápidos también pueden dañar la batería.

los temperatura También juega un papel. Intente proteger su automóvil del frío y el calor tanto como sea posible. Su vida útil puede reducirse si vives en un área con temperaturas extremas. El problema no ocurre realmente en la parte continental de Francia. Sin embargo, para nuestros lectores que residen en Canadá o África, no debe pasar por alto este factor.

Un consejo que aparece con frecuencia, como otros dispositivos con una batería de iones de litio, es no esperar hasta el último momento antes de cargar la batería, y preferir cargas cortas y regulares en lugar de grandes sesiones de carga para lograr el 100% . Si bien es fácil de implementar en un teléfono inteligente con nuestros cargadores compactos que se pueden transportar a cualquier lugar, la situación es completamente diferente para los autos eléctricos. Muchos usuarios cobran una tarifa completa por un asunto práctico por la noche. Tenga en cuenta que esto no es un gran problema y que tampoco correrá el riesgo de dañar su batería. los sistemas inteligentes de autos eléctricos Tenga en cuenta este parámetro para evitar cambiar la capacidad de las baterías, al igual que con otros teléfonos móviles. Por lo tanto, puede dejar su vehículo conectado y recargar hasta alcanzar la capacidad máxima. La transferencia de energía se interrumpe automáticamente si es necesario. Con el Tesla Model S P100D, por ejemplo, es imposible llenar la capacidad de la batería de 102.4 kWh, el máximo es 98.4 kWh. Por lo tanto, hay una salida básica de 4 kWh que no se utiliza

Reciclaje y vida útil de las baterías de los vehículos eléctricos.

Lo mencionamos un poco antes, es necesario reemplazar la batería de su automóvil eléctrico mientras aún está funcionando, tan pronto como pierda aproximadamente 30% su capacidad Este es uno de los principales argumentos de los electroescépticos, quienes señalan que las baterías son componentes muy dañinos para el medio ambiente y que, por lo tanto, los autos eléctricos no son tan atractivos como se dice ecológicamente.

Pero es un acrónimo. Las baterías que ya no son lo suficientemente potentes como para equipar automóviles eléctricos se recuperan y se utilizan para otros fines. Están lejos de volverse inutilizables después de su primera vida. Por ejemplo, pueden convertirse en una fuente complementaria de energía. soluciones renovables que son menos estables, como la energía solar o eólica, que dependen en gran medida del clima para funcionar correctamente. Por lo tanto, estamos creando sistemas en los que las baterías de los automóviles se convertirán en un medio alternativo para generar energía si falla la fuente principal.

Turbina eólica
Energía eólica, una energía limpia y renovable, pero no muy eficiente cuando no hay viento.

Después de completar esta segunda misión, la batería de iones de litio puede ser reciclado para limitar el impacto ambiental en relación con la extracción de las materias primas necesarias para su producción (níquel, cobalto, cadmio …) y su importación. También evitamos rechazar sustancias nocivas para el medio ambiente en el medio ambiente. En Francia, la empresa de reciclaje de baterías SNAM está particularmente involucrada. Funciona con muchas marcas automotrices que operan en Francia.

¿Qué desarrollos se pueden esperar para las baterías para automóviles eléctricos?

Las tecnologías relacionadas con las baterías para automóviles eléctricos se mejoran constantemente. Hoy en día, el ion de litio se ha convertido en el estándar de todos los fabricantes y reemplaza el ácido de plomo utilizado anteriormente. En el corto y mediano plazo, es poco probable que el ion de litio sea destronado. Si, por ejemplo, alcanza sus límites con dispositivos móviles, este aún no es el caso en el mercado de vehículos eléctricos.

Se están realizando importantes inversiones para aprovechar al máximo el litio y mejorar el rendimiento de la batería en términos de autonomía y durabilidad. Algunas pistas parecen extremadamente prometedoras. Por ejemplo, es posibleMejora la densidad de energía Baterías agregando grafeno a los electrodos (ánodo y cátodo). Sin una ampliación, tendríamos una mayor autonomía y, por lo tanto, una carga menos frecuente y, por lo tanto, una vida útil más larga.

Todavía no estamos allí, pero la promesa para el futuro de las baterías de automóviles eléctricos es impresionante. Tesla afirma poder ofrecer baterías con un cátodo NMC 532 (níquel, manganeso, cobalto) en una batería de iones de litio que puede viajar más de un millón y medio de kilómetros. También sería capaz de soportar hasta 4000 ciclos de carga, más del doble que hoy. Contemporary Amperex Technology Limited (CATL), una empresa china que se especializa en la producción de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos, está buscando aún más y anuncia una batería con una vida útil de dos millones de kilómetros y 16 años en el futuro. El ion de litio todavía parece tener un futuro brillante por delante.

Sin embargo, la fase de iones de litio posterior ya está en marcha, incluso si aún no se sabe qué tecnología se utilizará cuando. Por ejemplo, hablamos de baterías. Aire de litio (u oxígeno de litio), que tienen la peculiaridad de utilizar oxígeno ambiental para funcionar. Dado que algunos de los componentes no están integrados directamente en la batería, la batería se vuelve más ligera y ocupa menos espacio. Utilizar siempre una mayor densidad de energía, baterías de flúor (forma iónica de flúor) con electrolito. líquido También están en desarrollo.

Las baterias Azufre de litio (Li-S) también se examinan. En este tipo de batería, el ánodo consiste en litio y el cátodo de azufre. Cuando la batería se descarga, el litio se disuelve en la superficie del ánodo y luego se deposita en el ánodo durante la carga. Esta tecnología tiene grandes esperanzas, ya que ofrece una densidad de energía muy alta y un peso bajo, y permite fabricar baterías más baratas y más ecológicas. ¿El compromiso perfecto? Quizás si la investigación continúa, porque en este momento los científicos tienen que enfrentar muchos desafíos tecnológicos para fabricar baterías estables de litio-azufre. El progreso se anunció a principios de 2020, pero aún estamos lejos de permitir la producción en masa.

Entonces ganamos interés Baterías de electrolitos sólidos, también llamado «batería fija» o simplemente «batería fija». Se caracterizan por su electrolito: una placa de vidrio o gel, es decir, en forma sólida. Este es un sistema que ya se usa para marcapasos. Las ventajas son muchas. Estas baterías son mucho más seguras y menos sensibles a temperaturas extremas que las soluciones de iones de litio. También requieren menos precauciones al usarlos. Las baterías sólidas también son más baratas de fabricar porque no requieren materiales valiosos como el cobalto. Todo para una densidad de energía mucho más interesante que es hasta tres veces mayor que con las baterías actuales. Toyota y Volkswagen ya han anunciado que quieren comercializar autos eléctricos con una batería sólida desde 2025. Todas las grandes corporaciones están en el sitio: Ford, BMW, Hyundai, General Motors, Honda … Siemens ha estado en uso entre los proveedores durante varios años.

Después de todo, es posible que haya oído hablar de las baterías. Ion de sodio. Tienen la ventaja de que son muy duraderos (4000 ciclos de carga), se pueden cargar extremadamente rápido y son económicos de fabricar. Sin embargo, debido a su baja densidad de corriente eléctrica, es un candidato poco probable para el futuro de la industria automotriz. Esta tecnología es más prometedora para dispositivos que usan menos recursos, como B. scooters o bicicletas eléctricas.

Conclusión

No hay una verdad innegable sobre la vida útil de las baterías de automóviles eléctricos. Estos datos dependen del modelo del vehículo, el estilo de conducción y los parámetros externos que son difíciles de controlar, como la temperatura ambiente. El deterioro de la batería es un temor de muchos consumidores, pero los últimos conocimientos que nos llegan alientan el optimismo sobre su durabilidad, especialmente en las últimas generaciones que se benefician de las tecnologías avanzadas.

Si no tiene prisa por comprar un automóvil eléctrico, tenga en cuenta que los fabricantes mejoran cada año con baterías que deberían durar más y automóviles con un alcance mayor. También tendremos más perspectiva en este mercado, con datos más precisos sobre la vida útil de la batería.

Mientras tanto, si desea cambiar a eléctrico, prefiere un modelo comercializado con una garantía de reemplazo de batería a X años o X kilómetros de distancia. Si está interesado en un modelo y planea mantenerlo por más tiempo que el indicado en la garantía, pregunte por el precio del reemplazo de la batería calculado por el fabricante.

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