Mes: septiembre 2023

Quizás le interese saber que los vehículos eléctricos (EV) son tan antiguos, si no más, que los motores de combustión interna (ICE).
Sin embargo, a pesar de su relativa edad, los ICE lograron dominar el transporte.
Pero, ¿podría el vehículo eléctrico estar a punto de derrocar al poderoso ICE?
Los ICE nos han servido bien. De hecho, por diversas razones, nuestro mundo moderno no sería posible sin ellos; somos, por decirlo suavemente, totalmente dependientes. Pero no son precisamente las máquinas más respetuosas con el medio ambiente, como seguro que ya sabes.

Por esta razón, muchos consumidores, formuladores de políticas, ambientalistas y fabricantes han sugerido que los vehículos eléctricos podrían ser una posible «solución milagrosa», que nos permitiría conservar los beneficios de los motores y al mismo tiempo nos acercaría al cero neto. Sin embargo, los vehículos eléctricos también tienen sus propios problemas e impactos ambientales.

Después de todo, deben estar hechos de material que necesita ser extraído, refinado, ensamblado, «alimentado», mantenido y eventualmente desechado. Algunos argumentan que, debido a esto, mejorar los ICE existentes podría ser una ruta más rápida hacia cero emisiones netas que reemplazar todos los vehículos propulsados ​​por ICE por un nuevo EV.

Entonces, ¿en cuál de las dos opciones deberíamos centrarnos? ¿O tal vez debería llegarse a un acuerdo entre ambos? Vamos a ver.

Vehículos eléctricos versus ICE
Pero antes de entrar en todo eso, hagamos una comparación rápida y sucia de las dos tecnologías. Dividiremos brevemente las comparaciones en diez áreas principales. También llevaremos la puntuación a medida que abordemos cada punto por turno. ¿Qué tecnología ganará? Haga sus apuestas…

1. Tecnología, madurez y costo
Los ICE son una tecnología mucho más madura, con una cadena de suministro sólida y bien diversificada de piezas nuevas, de posventa y de desecho. Por lo general, aunque no siempre, es más barato comprarlos nuevos, y los ICE de segunda mano suelen ser muy asequibles, mientras que los vehículos eléctricos de segunda mano tienden a ser más caros. Sin duda, tanto los vehículos eléctricos nuevos como los usados ​​bajarán de precio con el tiempo, pero en la actualidad, los vehículos eléctricos también son generalmente más caros de comprar.

El costo total de operación (TCO) de cada tipo de vehículo ha sido objeto de acalorados debates y algunos han llegado a la conclusión de que los ICE tienen un TCO más bajo. Sin embargo, la forma en que se distribuyen los costes es muy diferente en cada caso.

Para un vehículo eléctrico, la mayor parte del TCO se genera por adelantado, en el precio de compra; después de esto, cuesta muy poco mantener un vehículo eléctrico en la carretera y, en general, durará mucho más que un ICE, lo que los hace mucho más baratos. correr cuanto más tiempo estén en el camino. Por lo tanto, la clave para mantener bajo el TCO del vehículo eléctrico es mantenerlo en la carretera el mayor tiempo posible.

Con un ICE, el costo se distribuye de manera más uniforme a lo largo de toda la vida útil del vehículo, lo que significa que cuanto más tiempo esté en la carretera un ICE, mayor será el costo total.

2. Eficiencia
Los vehículos eléctricos son más eficientes energéticamente. Los motores de combustión pierden mucha energía a través del calor, el ruido, etc. Esto da como resultado, en el mejor de los casos, que los ICE ofrezcan una eficiencia del 40% (como en el caso del ahora tan denostado motor diésel, por ejemplo). Los vehículos eléctricos también sufren pérdidas en el sistema, pero pueden tener una eficiencia superior al 70% .

3. Rendimiento y experiencia de conducción.
La experiencia de conducción es en parte un asunto personal y, por tanto, subjetiva. Habiendo dicho eso, Los vehículos eléctricos generalmente se consideran un viaje más cómodo. Gracias a su par casi instantáneo, los vehículos eléctricos son silenciosos y tienen una aceleración y frenado más suaves. También tienden a tener un centro de gravedad más bajo, lo que proporciona un mejor manejo y capacidad de respuesta.

Los ICE, por otro lado, han definido la experiencia de conducción, lo que hace que muchas personas consideren elementos como el ruido excesivo, por ejemplo, como una parte importante de la experiencia de conducción. Los motores de alta gama, como los que se encuentran en los autos deportivos de alta gama, ofrecen actualmente un rendimiento incomparable en comparación con la mayoría de los vehículos eléctricos, aunque relativamente pocas personas los conducen.

4. Impulsar la infraestructura y la conveniencia
Las estaciones de combustible ICE se pueden encontrar en la mayor parte del mundo y a distancias convenientes entre sí. El reabastecimiento de combustible generalmente se completa en minutos. Sin embargo, los precios de los combustibles son muy volátiles y pueden cambiar rápidamente, dependiendo de las fluctuaciones de la oferta y la demanda, la geopolítica y los conflictos.

Por otro lado, los vehículos eléctricos tienen una red de estaciones de carga públicas mucho menos desarrollada . También son considerablemente más lentas en «llenarse» que las «estaciones de servicio» ICE convencionales.

Sin embargo, los propietarios de vehículos eléctricos pueden recargarlos desde la comodidad de sus propios hogares, programando la carga para cuando la electricidad sea más barata, mientras que los propietarios de vehículos de motor de combustión interna generalmente no pueden conducir sin cesar buscando gasolina más barata.

También es probable que sea solo cuestión de tiempo antes de que se acorten los tiempos de carga de los vehículos eléctricos y haya más estaciones de carga públicas disponibles (en muchos lugares, los cargadores se están insertando en los postes de alumbrado público y en otras infraestructuras existentes).

5. Mantenimiento y confiabilidad
Los motores de los vehículos ICE son piezas de ingeniería increíblemente complejas y precisas con muchas piezas móviles. Con el tiempo, estas piezas se desgastan, requieren mantenimiento regular y eventualmente reemplazo. También requieren un servicio regular mediante cambios de aceite, reemplazos de filtros de aire, etc., para garantizar que funcionen de manera eficiente.

Los vehículos eléctricos, por otro lado , tienen muchas menos piezas móviles. Si bien son más complejos en algunos aspectos, requieren mucho menos mantenimiento continuo. Sin embargo, los ICE existen desde hace tanto tiempo que una gran red de profesionales capacitados y experimentados puede realizar dicho mantenimiento con relativa facilidad. La mecánica de los vehículos eléctricos, sin embargo, es mucho más escasa en el terreno, aunque esto cambiará.

Sin embargo, en igualdad de condiciones, es una buena apuesta que un vehículo eléctrico será más barato de mantener y reparar con el tiempo.

6. rango
Los vehículos ICE suelen tener autonomías de entre 240 millas (386 km para los que consumen mucha gasolina) y hasta 703 millas (1132 km) para motores más eficientes en combustible. En comparación, un vehículo eléctrico promedio hoy en día normalmente alcanza un máximo de aproximadamente 219 millas (301 km), aunque algunos modelos pueden alcanzar más del doble. Si bien la autonomía de los vehículos eléctricos aumenta constantemente, esto sigue siendo un «talón de Aquiles» inherente a la tecnología.

Una advertencia es que la mayoría de los vehículos eléctricos que circulan por las carreteras (la mayoría de los vehículos eléctricos están en China) son vehículos eléctricos más baratos y de menor autonomía, mientras que los vehículos eléctricos más caros, como los Tesla de gama alta, tienden a tener autonomías más altas.

Sin embargo, mucho depende del uso que le vayas a dar al vehículo. Si lo usa principalmente para un viaje diario y lo carga en casa, entonces incluso 219 millas probablemente sean más que suficientes, mientras que el rango más bajo de EV es un obstáculo mayor para viajes de larga distancia. La autonomía de los vehículos eléctricos también se ve afectada por la temperatura y la degradación de la batería con el tiempo.

7. Seguridad energética
Si bien la seguridad energética de una nación no suele ser algo en lo que uno piensa al comprar un vehículo, es una consideración a largo plazo que tal vez debería considerarse, especialmente en relación con el costo. Si su nación tiene un suministro disponible de combustibles fósiles y plantas de procesamiento, entonces los motores ICE no son un gran problema para la seguridad energética. Sin embargo, si su país depende de las importaciones, esto puede convertirse en un problema muy grave con el tiempo.

Los vehículos eléctricos, por otro lado, se pueden «repostar» utilizando electricidad generada a partir de cualquier fuente. Por supuesto, los acontecimientos geopolíticos también pueden afectar y afectarán a los vehículos eléctricos, si las centrales eléctricas dependen de combustibles fósiles.

Sin embargo, si una nación tiene más fuentes renovables que pueden generar energía a nivel nacional, el precio de su funcionamiento tenderá a ser más estable en el largo plazo. Por supuesto, la disponibilidad de energías renovables también influye en la sostenibilidad de los vehículos eléctricos. Si la electricidad para su funcionamiento se genera quemando combustibles fósiles, se vuelven menos sostenibles.

8. Valor de reventa
Como hemos mencionado anteriormente, los ICE han tenido más tiempo en el campo, por así decirlo, y han desarrollado un mercado de segunda mano sólido y extenso. Para la mayoría de las economías, esto generalmente significa que los vehículos ICE reducen su precio con el tiempo a medida que envejecen. Decimos la mayoría, ya que algunos lugares, como Turquía, tienden a ser la excepción que confirma la regla.

Si bien los vehículos eléctricos, al ser los más nuevos del mercado, tienen un mercado de segunda mano más variable, el hecho de que sufran menos desgaste significa que su precio de segunda mano tiende a mantenerse muy bien. De hecho, en algunas zonas, un problema mucho mayor es la escasez de vehículos eléctricos de segunda mano, lo que los encarece mucho.

9. Impacto ambiental
El impacto ambiental de los ICE está bien documentado y probablemente se le repita a diario, por lo que no hablaremos de ello aquí. Pero los vehículos eléctricos, a menudo promocionados como «más ecológicos», no están exentos de esqueletos en el armario. Si bien no producen gases de efecto invernadero «desde el tubo de escape», generalmente se asocian emisiones significativas con su construcción y carga a lo largo del tiempo.

Al igual que los ICE, los vehículos eléctricos también contienen metales y otros materiales que requieren extracción (algunos, como el litio, que se extrae en circunstancias ambientalmente ruinosas) y procesamiento, lo cual es muy perjudicial para el medio ambiente.

Dado que la mayoría de las preguntas sobre el impacto ambiental involucran emisiones de «gases de efecto invernadero», los vehículos eléctricos generalmente se consideran la tecnología «más limpia» de las dos, especialmente si la electricidad utilizada para operarlos se genera a partir de fuentes renovables. Esto será así a medida que la energía renovable y la energía nuclear se vuelvan más prevalentes.

¿Deberían prohibirse por completo los motores ICE?
Cualquiera que se tome en serio la discusión sobre los pros y los contras de los vehículos eléctricos y los ICE debería considerar áreas en las que cada tecnología es mejor (como lo hemos hecho anteriormente). Los fabricantes de ambos lados de la barrera harían bien en inspirarse en la otra tecnología.

Pero dado que hay un fuerte impulso para eliminar gradualmente los ICE del mercado, parece que la responsabilidad de adaptarse o morir recaerá en los ICE. Entonces, ¿cómo podrían hacer eso los fabricantes de ICE? Así es como se cierra la brecha en algunas áreas clave.

El primero es la eficiencia del combustible. Mejorar esto más allá del 40% requerirá algunos cambios radicales en el diseño de los ICE. Muchos innovadores están trabajando en esto, con mejoras notables, incluidas empresas como Liquid Piston, que busca darle a los ICE 10 veces más potencia y aumentar la eficiencia en más de un 30%. Esta empresa se está apoyando fuertemente en los motores rotativos que, en teoría, podrían cambiar drásticamente el panorama del ICE.

Las opciones existentes, como el gas licuado de petróleo (GLP), también podrían priorizarse como solución provisional. ¿ Quizás incluso una modificación de los motores ICE para que puedan manejar hidrógeno líquido?

Otros ángulos incluyen mejorar las formas de quemar gases para mejorar el consumo de combustible, incluida, como hemos escrito anteriormente, la ignición transitoria por plasma . Si empresas como Transient Plasma Systems (TPS) tienen éxito en esta área, podríamos ver ICE mucho más eficientes y menos contaminantes en el futuro. La mejor parte es que la solución de TPS se puede adaptar a los motores existentes en lugar de requerir un vehículo nuevo.

El segundo es su impacto ambiental (es decir, las emisiones). Después de todo, es por eso que actualmente están bajo presión por parte de los responsables políticos. La «salsa secreta» aquí podría ser si pudiéramos seguir quemando combustible (con mayor eficiencia) pero con un impacto limitado en el planeta.

Los biocombustibles nos ayudan en parte, pero otras empresas, como Stellantis , están trabajando en «e-combustibles» sintéticos derivados de la captura de carbono. Si la producción pudiera ampliarse lo suficiente, podríamos ver un mundo donde las emisiones nocivas de los ICE también se utilicen como materia prima para su funcionamiento: una economía «circular».

El tercero es el mantenimiento y la confiabilidad a largo plazo. De alguna manera relacionado con el primer punto anterior, los motores ICE se beneficiarían enormemente de una complejidad reducida y/o de la integración de materiales más duraderos para reducir drásticamente la necesidad de costosos costos de mantenimiento.

Si los ICE pueden durar más, esto reduciría drásticamente su impacto ambiental desde la cuna hasta la tumba.

La seguridad energética es el cuarto factor importante. Las recientes fluctuaciones masivas en los precios de la energía en todo el continente europeo finalmente han centrado la atención en la seguridad energética. Este es un problema genuino tanto para los saldos bancarios individuales como para la capacidad de una nación para mantener su economía en funcionamiento.

Si los suministros nacionales pueden reforzarse con la producción nacional de biocombustibles sintéticos o (aunque esto conlleva sus propios problemas de sostenibilidad y emisiones), esto posiblemente podría proporcionar un futuro para los ICE.

Y ese es tu destino por hoy.

¿Entonces, qué piensas? ¿Ha tenido su día el ICE? ¿O se podrá salvar del montón de chatarra? ¿O tal vez necesitamos algo completamente diferente, como la tecnología de pilas de combustible?

Marcando la entrada de los sistemas de IA en los automóviles del mercado masivo, el fabricante de automóviles chino Great Wall Motor (GWM) está listo para integrar el sistema de IA similar a ChatGPT de Baidu, que permite la conversación entre el conductor y el automóvil.

Según el South China Morning Post (SCMP). GMW se ha asociado con la firma de tecnología Baidu para producir automóviles integrados con la herramienta chatbot de esta última, Ernie Bot, impulsando un impulso para hacer automóviles más inteligentes y fáciles de usar.

El modelo de IA fundamental de Baidu, el bot Ernie, se presenta como un rival chino del ChatGPT de OpenAI. “Se han probado varias características innovadoras en los vehículos que se producen en masa. Poco a poco se utilizarán comercialmente de forma generalizada», afirma un comunicado de GWM citado por SCMP.

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Baidu invierte 140 millones de dólares para fomentar nuevas empresas de IA generativa

Baidu está apostando fuerte por la IA, centrándose principalmente en desarrollar su modelo de lenguaje Ernie. Un anuncio en mayo decía que está invirtiendo 140 millones de dólares (mil millones de yuanes) para incubar nuevas empresas chinas centradas en la IA generativa.

Para mejorar la experiencia en el automóvil
Baidu reveló el mes pasado que su versión beta de Ernie 3.5 había logrado un progreso significativo, superando a ChatGPT (3.5) en calificaciones de capacidad total y superando a GPT-4 en habilidades específicas del idioma chino.

Utilizando la última versión del modelo Ernie, GWM y Baidu han estado cooperando para investigar aplicaciones de su último modelo de lenguaje en interacciones inteligentes en el automóvil. Ya han demostrado muchas características novedosas para implementar en modelos de vehículos producidos en masa.

Baidu Apollo, la plataforma de soluciones de conducción autónoma del gigante de las búsquedas de China, presentó diferentes tecnologías de conducción inteligente creadas en ERNIE para escenarios en el automóvil, incluida la planificación de viajes, el entretenimiento en el automóvil, las preguntas y respuestas sobre conocimientos y los bocetos de IA, durante el Salón del Automóvil de Shanghai en abril de 2023. servicios como planificación de viajes y entretenimiento a bordo.

Demanda de soluciones inteligentes
El negocio automotriz está evolucionando rápidamente y la IA se ha convertido en un aspecto crítico para las principales empresas OEM de automóviles que buscan diferenciarse y ofrecer nuevas propuestas de valor. Los consumidores y la industria están unidos en su necesidad de cabinas inteligentes que proporcionen interfaces más intuitivas, funcionalidades ampliadas y experiencias más fluidas.

Los fabricantes chinos como Lynk y Smart también han anunciado intenciones de crear vehículos equipados con la tecnología Ernie Bot y su propia filial de vehículos eléctricos (EV), Jidu Auto, que comenzará a producir a finales de 2023. Uber también declaró recientemente que estaba trabajando en un ChatGPT . como AI bot para incorporarlo a su aplicación.

GMW, el mayor fabricante de SUV de China, no especificó qué modelos serán los primeros en incluir Ernie Bot incorporado, la respuesta de China al ChatGPT de OpenAI, un enorme modelo de lenguaje. Tampoco proporcionó un cronograma para el lanzamiento de su primer automóvil equipado con tecnología conversacional.

Baidu también está buscando activamente posibilidades para integrar Ernie Bot en otros negocios, como sus servicios en la nube, y seguramente aumentará la competencia y llevará la lucha a sus rivales occidentales como OpenAI, Google, Microsoft y Apple.

Investigadores de todo el mundo están buscando nuevas tecnologías de baterías, con el objetivo principal de aumentar la densidad de energía y reducir los tiempos de carga. En un avance significativo, un estudio realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Michigan descubrió que las grietas en el electrodo positivo de las baterías de iones de litio pueden ayudar a reducir el tiempo de carga de la batería.

La percepción de grietas, que normalmente acortan la vida útil de las baterías, se resolvió mediante una técnica inspirada en la neurociencia. Esto contradice las creencias de muchos fabricantes de automóviles eléctricos, que creen que el cracking reduce la longevidad de la batería.

«Muchas empresas están interesadas en fabricar baterías de ‘millones de millas’ utilizando partículas que no se agrietan. Desafortunadamente, si se eliminan las grietas, las partículas de la batería no podrán cargarse rápidamente sin la superficie adicional de esas grietas», dijo Yiyang Li, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, en un comunicado de la universidad.

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El estudio fue publicado en la revista Energy and Environmental Sciences .

Aplicable a la mayoría de las baterías de vehículos eléctricos
Los investigadores estiman que su estudio se aplicará a más de la mitad de todas las baterías de automóviles eléctricos en las que el electrodo positivo (o cátodo) está formado por miles de millones de pequeñas partículas formadas por óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto o óxido de litio, níquel, cobalto y aluminio.

«Teóricamente, la velocidad a la que se carga el cátodo se reduce a la relación superficie-volumen de las partículas. Las partículas más pequeñas deberían cargarse más rápido que las partículas más grandes porque tienen una mayor superficie en relación con el volumen, por lo que los iones de litio tienen distancias más cortas a difunde a través de ellos.»

Sin embargo, las técnicas tradicionales no podían detectar directamente las características de carga de las partículas catódicas individuales, sólo el promedio de todas las partículas que componen el cátodo de la batería. Debido a esta limitación, el vínculo comúnmente creído entre la velocidad de carga y el tamaño de las partículas del cátodo era sólo una suposición.

«Encontramos que las partículas del cátodo están agrietadas y tienen superficies más activas para absorber iones de litio, no solo en su superficie exterior, sino también dentro de las grietas de las partículas. Los científicos de baterías saben que se produce el agrietamiento, pero no han medido cuánto afecta el agrietamiento a la carga. velocidad», dijo Jinhong Min, estudiante de doctorado en el departamento de ciencia e ingeniería de materiales involucrado en el proyecto.

Medir la velocidad de carga de las partículas catódicas individuales fue fundamental para determinar el beneficio de craquear los cátodos, lo que el equipo realizó introduciendo las partículas en un dispositivo que los neurocientíficos utilizan habitualmente para analizar cómo las células cerebrales individuales comunican impulsos eléctricos.

Tarifas de carga independientes del tamaño
El equipo diseñó matrices, que son dispositivos de 2 por 2 centímetros con hasta 100 microelectrodos. Se utilizó una aguja 70 veces más fina que un cabello humano para mover partículas individuales sobre sus electrodos en la matriz después de dispersar varias partículas catódicas en el centro del dispositivo. Podían cargar y descargar hasta cuatro partículas individuales a la vez en la matriz después de que las partículas estuvieran en su lugar, y esta investigación específica monitoreó 21 partículas.

El experimento encontró que las velocidades de carga de las partículas catódicas eran independientes de su tamaño. La explicación más plausible para este sorprendente comportamiento es que las partículas más grandes se comportan como un grupo de partículas más pequeñas cuando se rompen. Otra teoría es que los iones de litio viajan muy rápido en los límites de los granos, que son las grietas microscópicas entre los cristales a nanoescala que forman la partícula del cátodo. Li cree que esto es improbable a menos que el electrolito de la batería (el medio líquido en el que se mueven los iones de litio) penetre estos límites y forme fisuras.

Según el equipo, se deben tener en cuenta las ventajas de los materiales fisurados a la hora de construir baterías duraderas con partículas monocristalinas que no se rompan. Es posible que estas partículas deban ser más pequeñas que las dañinas partículas catódicas actuales para cargarse rápidamente. «La alternativa es fabricar cátodos monocristalinos con diferentes materiales que puedan mover el litio más rápido, pero esos materiales podrían estar limitados por el suministro de metales necesarios o tener densidades de energía más bajas», dijo Li.

A medida que la transición hacia los vehículos eléctricos se acelera en todo el mundo, la investigación espera arrojar luz sobre las creencias y los esfuerzos de los fabricantes para reducir el agrietamiento y garantizar la durabilidad de la batería.

Las partículas secundarias policristalinas de Li (Ni, Mn, Co) O2 (NMC) son los materiales catódicos más comunes para las baterías de iones de litio. Durante la (des)carga electroquímica, se cree que el litio se difunde a través de la masa y entra (sale) de la partícula secundaria en la superficie. Según este modelo, las partículas más pequeñas circularían más rápido debido a longitudes de difusión más cortas y relaciones superficie-volumen más grandes. En este trabajo, evaluamos esta suposición generalizada mediante el desarrollo de una nueva plataforma electroquímica de una sola partícula de alto rendimiento utilizando la matriz de electrodos múltiples de la neurociencia. Al medir los tiempos de reacción y difusión de 21 partículas individuales en electrolitos líquidos, no encontramos correlación entre el tamaño de las partículas y los tiempos de reacción o difusión, lo que contrasta marcadamente con el modelo de transporte de litio predominante. Proponemos que las reacciones electroquímicas ocurren dentro de las partículas secundarias, probablemente debido a la penetración del electrolito en las grietas. Nuestra plataforma electroquímica de una sola partícula de alto rendimiento abre aún más nuevas fronteras para una cuantificación estadística sólida de partículas individuales en sistemas electroquímicos.

Las baterías de vehículos eléctricos tienen un rango de temperatura dentro del cual ofrecen un rendimiento óptimo.
Las temperaturas que superan este rango pueden provocar un rendimiento deficiente e incluso aumentar el riesgo de incendio.
Los sencillos pasos recomendados por el fabricante pueden mantener la batería a salvo de una rápida degradación debido al calor.
Debido al calentamiento global, la llegada del verano no presagia un clima agradable sino una temporada de tremendo calor en algunas partes del mundo. Este año, Europa está luchando contra otra ola de calor y este julio ha sido registrado como el » mes más caluroso de la historia «, por cuarto año consecutivo.

Si bien algunas personas pueden encender el aire acondicionado o darse un chapuzón en una piscina, los vehículos no reciben protección contra los elementos y pueden calentarse bastante en el garaje durante una ola de calor. Para los propietarios de vehículos eléctricos (EV), en particular, estos pueden ser tiempos de gran incertidumbre.

Temperaturas ideales de trabajo
Los posibles propietarios de vehículos eléctricos suelen estar preocupados por la autonomía que ofrece el vehículo y el tiempo necesario para lograr una carga completa. Durante años, los fabricantes de vehículos eléctricos también se han centrado en alcanzar un objetivo de autonomía de 1.000 km (620 millas) aumentando el tamaño de los paquetes de baterías.

Sin embargo, sea cual sea la autonomía que tenga un vehículo eléctrico, lo que a menudo se deja de lado es que los paquetes de baterías de iones de litio generalmente sólo pueden alcanzar su autonomía máxima cuando funcionan a temperaturas óptimas.

Cómo las altas temperaturas afectan a los vehículos eléctricos y qué puedes hacer al respectoEl aumento de las temperaturas en algunas áreas en los últimos años está muy por encima de las temperaturas óptimas para los vehículos eléctricos.

Los fabricantes de baterías afirman obtener rendimientos máximos en rangos de temperatura de 50° F a 110° F (10 o C a 43 o C), pero el rendimiento óptimo para la mayoría de las baterías de iones de litio es de 59° F a 95° F (15 o C a 35 o C). C).

«Este estrecho rango de temperatura óptima para las baterías de iones de litio es la razón por la que las millas recorridas y las horas de funcionamiento en climas cálidos y/o fríos son difíciles de predecir», dijo Brian Palmieri, presidente de Power Ahead Group, a Interesting Engineering en un correo electrónico . La empresa de Palmieri tiene una década de experiencia en la fabricación de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía.

Riesgos por temperaturas más altas
La ansiedad por la autonomía, el miedo a quedarse varado en algún lugar sin carga en la batería, es una de las mayores preocupaciones entre los posibles compradores de vehículos eléctricos. Si bien la construcción de un gran número de estaciones de carga y la interoperabilidad entre ellas podrían aliviar esta situación, el impacto del calor en la propia batería también es preocupante, especialmente porque se prevé que los períodos de calor extremadamente alto serán más comunes a medida que el planeta se calienta.

» Los paquetes de baterías son el componente más caro de un vehículo eléctrico, lo que significa que si fallan y el propietario tiene que cubrir el costo de reemplazo, pueden representar hasta la mitad o más del valor total de un vehículo eléctrico», dijo Karl Brauer, analista de iSee Cars. un motor de búsqueda de automóviles usados ​​con sede en EE. UU. «Los vehículos eléctricos más antiguos sin cobertura de garantía pierden un valor sustancial si se demuestra que la batería tiene una capacidad reducida».

Es posible que el valor de reventa no ocupe un lugar destacado en la lista de prioridades de los nuevos propietarios de vehículos eléctricos, pero el aumento de la temperatura ambiente puede acelerar las reacciones químicas dentro de un paquete de baterías, lo que lleva a una degradación más rápida de los componentes.

«La tasa de autodescarga de las baterías de iones de litio aumenta con la temperatura», añade Palmieri. «Esto significa que la batería pierde su carga más rápidamente cuando no está en uso, lo que resulta en una reducción del tiempo de espera».

Cómo las altas temperaturas afectan a los vehículos eléctricos y qué puedes hacer al respecto. Las baterías de iones de litio presentan un gran riesgo de incendio cuando las temperaturas superan el promedio.

Las temperaturas más altas no solo afectan la capacidad general de la batería, sino que también aumentan la resistencia interna , lo que a su vez aumenta las pérdidas de energía durante los ciclos de carga y descarga.

Bajo temperaturas extremadamente altas, los componentes de una batería de iones de litio pueden sufrir reacciones químicas rápidas e incontroladas, a menudo denominadas fuga térmica. Esto hace que la batería libere grandes cantidades de calor, lo que puede provocar un incendio o incluso una explosión.

Contrarrestar el calor
Los fabricantes de vehículos eléctricos tienen en cuenta estos riesgos y trabajan con los fabricantes de baterías y otros proveedores externos para mejorar la gestión térmica de los paquetes de baterías de sus automóviles. Por ejemplo, se puede utilizar un líquido refrigerante para quitar el calor de la batería y mantenerla cerca de sus temperaturas óptimas de funcionamiento.

«Nuestros socios acuden a nosotros con desafíos de diseño y trabajamos juntos para ofrecer soluciones específicas a sus necesidades frente a un enfoque único para todos», afirmó David Arney, director del laboratorio global de electrificación automotriz de 3M.

Los productos patentados de la empresa para la gestión térmica incluyen burbujas de vidrio para piezas más livianas y rellenos refrigerantes de nitruro de boro para una alta conductividad térmica y eliminación de calor. «Nuestra colaboración directa con los principales fabricantes de automóviles nos permite adaptar los productos 3M para ofrecer soluciones específicas a las necesidades de nuestros socios», afirma Arney.

Cómo las altas temperaturas afectan a los vehículos eléctricos y qué puedes hacer al respecto. Los paquetes de baterías de los vehículos eléctricos vienen con una variedad de mecanismos de enfriamiento.

Hasta el momento no hay muchos datos disponibles para los fabricantes de vehículos eléctricos sobre el impacto de las olas de calor en las baterías, pero el impacto general es bien conocido. En su experiencia, Brauer ha visto que las baterías pierden el 20 por ciento de su autonomía total cuando las temperaturas se elevan a 100 Fahrenheit (37 o C).

«Una batería que funciona en un clima moderado puede conservar la mayor parte de su capacidad durante 10 años o más, pero una batería en un clima cálido podría sufrir una degradación notable del alcance y el rendimiento en tan solo cinco años», añadió Brauer.

Arney confía en que la tecnología de baterías eléctricas avanzará para poder mantener el máximo rendimiento en temperaturas extremas, tanto frías como calientes. También sugiere que las baterías de estado sólido podrían reemplazar a las de iones de litio y lograr un mejor rendimiento. Palmieri de Power Ahead apuesta por las baterías de iones de sodio, que tienen un rango operativo óptimo mucho más amplio. Sin embargo, ninguna de estas tecnologías está disponible actualmente en los vehículos eléctricos.

Entonces, ¿Qué pueden hacer ahora los propietarios de vehículos eléctricos?

Pasos a seguir
Los propietarios de vehículos eléctricos deben asegurarse de que sus automóviles no estén expuestos a la luz solar directa ni al calor extremo durante las olas de calor. Los propietarios también deben intentar mantener un estado de carga de entre el 20 y el 80 por ciento para sus vehículos, a menos que planeen realizar viajes largos o tengan planeado un uso extensivo en un corto período de tiempo, dijo Arney a Interesting Engineering .

«Cuando la temperatura ambiente es alta, la estación de carga puede tener dificultades para disipar el calor generado durante el proceso de carga. Esto puede resultar en una eficiencia de carga reducida y tiempos de carga más lentos», señaló Palmieri, cuando se le preguntó sobre el impacto del calor en las estaciones de carga. También recomendó que la carga rápida, en particular, puede ser menos eficiente durante períodos de calor extremadamente alto.

Al cargar su vehículo eléctrico en un garaje, la disipación de calor y la ventilación también son importantes. «Monitorear y controlar la temperatura durante el proceso de carga puede ayudar a prevenir el sobrecalentamiento y posibles daños tanto a las baterías como a la infraestructura de carga», añadió Palmieri.

Entonces, ¿los garajes necesitan aire acondicionado ahora? Arney no sugiere esto, ya que contribuiría al uso general de energía. Más bien, recomienda utilizar alternativas más sencillas, como aparcar bajo un árbol o a la sombra durante condiciones climáticas extremas.

«Seguir las pautas de su vehículo para mantener el estado de carga y la temperatura de la batería dentro del rango operativo recomendado es probablemente su mejor línea de defensa», añadió.

Palmieri estuvo de acuerdo en que el aire acondicionado en un garaje podría proporcionar un entorno estable y controlado para cargar un vehículo eléctrico y en que esto no es necesario. «En última instancia, el objetivo es mantener una temperatura moderada y estable durante el proceso de carga para optimizar el rendimiento de la batería, la eficiencia de la carga y la seguridad», concluyó.