Incluir un sistema de propulsión eléctrico en un vehículo va más allá de sustituir los motores de combustión por uno eléctrico y el depósito de combustible por unas baterías. Existen otras muchas tecnologías que acompañan a la modificación del sistema de propulsión que son necesarias para que la experiencia que supone este cambio para los usuarios sea lo más atractiva posible.
En estos años, la innovación ha sido patente, pero es interesante proyectar la imaginación unos años adelante para anticipar cómo será el ecosistema de la movilidad eléctrica a finales de esta década, con millones de coches eléctricos circulando por las carreteras en todo el mundo: coches conectados, planificadores de ruta, sofisticados sistemas de gestión de la energía, controladores de eficiencia, redes de recarga rápida. Quedan muchos campos por desarrollar y muchas tecnologías evolucionarán para que viajar en un vehículo eléctrico sea una experiencia más placentera que hacerlo en uno de combustión.
Carga inalámbrica, estática y dinámica
Entre las tecnologías que rodean a la movilidad eléctrica, la carga inalámbrica es una de las grandes innovaciones que pueden cambiar la forma de convivir con un vehículo. Al igual que en los teléfonos, algún día los automóviles eléctricos se podrán recargar simplemente estacionándose en ciertos lugares específicos. En su versión estática, las ventajas se centran en la practicidad y en la ergonomía. Si bien la operación de la recarga no es especialmente tediosa, sí puede ser incómoda, sobre todo con condiciones meteorológicas adversas. En cualquier caso, no tener que conectar un cable siempre será más cómodo.
Según un estudio recientemente publicado, el futuro de la recarga inalámbrica es brillante y brinda grandes oportunidades en el segmento comercial. Se espera que este mercado crezca anualmente un promedio del 50,9 % entre 2021 y 2027.
Pero hay una segunda parte en esta tecnología que es todavía más interesante y práctica: la carga inalámbrica dinámica. La implementación de sistemas de recarga bajo el pavimento convierten a las infraestructuras en zonas de energía que permiten recargar un vehículo en marcha. Ya se están realizando algunos experimentos con proyectos piloto de carga real que anuncian el futuro de esta tecnología. Acabaría con los tres inconvenientes más importantes de la movilidad eléctrica: la autonomía, los tiempos de recarga y el precio de los vehículos.
Sus ventajas van a más allá de recargar en marcha. Su funcionamiento se traduce en baterías más pequeñas, ya que no se necesitará acumular tanta energía en ellas para alcanzar otro punto de recarga. En el caso de tener que parar para recargar, los tiempos se reducirán. Los vehículos serán más ligeros y también más económicos. Esto sin citar las ventajas que se abren para el transporte de mercancías, cuyo principal inconveniente son los tiempos de recarga de las baterías y el peso extra que limita lo que se puede cagar en los camiones.
Los sistemas operativos y los datos
Un coche no es un ordenador, pero puede acercársele mucho. Más que en la implementación de sistemas operativos más o menos amigables y funcionales, los vehículos y su movilidad representan una fantástica oportunidad para recopilar datos, gestionarlos y redistribuirlos con el fin de ofrecer servicios comerciales extra.
El coche es una mina inagotable, un objeto de consumo que, además, puede ir repleto de sensores, capaces de recopilar informaciones de todo tipo. La fuente de datos no se detiene en su técnica o en el funcionamiento del automóvil. Son su conductor y sus ocupantes los que están en el punto de mira. Recorridos, frecuencia de paradas, ubicaciones, tipo de música que escuchan, número de ocupantes, estilo de conducción. La lista es (casi) interminable y todo se transforma en datos que se pueden captar, grabar y diseccionar para convertirlos en dinero.
Un motivo suficiente para abrir el apetito de algunos de los gigantes del software, que no han esperado para adentrarse en este nuevo mercado. Y lo hacen como lo han hecho en otros. Proporcionando, ‘gratis’, sus servicios superpuestos sobre el sistema de información y entretenimiento de los automóviles. Lo hicieron primero con aplicaciones que se utilizaban a través del teléfono, como Apple CarPlay o Android Auto, y luego ofreciendo sistemas operativos reales integrados mucho más profundamente en la gestión electrónica de los automóviles.
Es especialmente interesante el caso de Android Automotive, cuya última y más avanzada versión equipan, con bastante éxito, el Polestar 2 y el Renault Megane e-Tech. Google no estará solo en este territorio por mucho tiempo. Apple pronto ofrecerá un sistema similar, que se hará cargo de toda la gestión del software de los coches, y no sólo de la visualización de aplicaciones en la pantalla central.
Muy probablemente, a largo plazo los fabricantes confiarán por completo en Google o Apple (y quizás en otros como Amazon o Microsoft), de manera que las cabinas de los coches se estandarizarán. Cuando un conductor se siente al volante (si todavía lo tienen) de unos de estos vehículos, sus datos pasarán al sistema y el vehículo le reconocerá ofreciéndole todos los servicios a su medida, con las configuraciones y las preferencias idénticas.
Carga bidireccional y sistemas V2G
El acrónimo V2G significa vehicle to grid. Es un protocolo que permite que un vehículo eléctrico funcione como una fuente de energía móvil para la red eléctrica utilizando su batería. El concepto fue desarrollado para ayudar a equilibrar la demanda y el suministro de electricidad en la red ya que proporciona energía eléctrica cuando hay más demanda. También ayuda a reducir la factura eléctrica a los propietarios de vehículos eléctricos.
En una vivienda, el coche eléctrico se cargaría durante la noche aprovechando la menor demanda y las tarifas valle de electricidad. Cedería energía durante las horas punta, cuando la tarifa es mayor. Por lo tanto, las ventajas del V2G son numerosas.
Más allá del V2G, existen otras tecnologías similares. El V2H (Vehicle-to-Home) permite que un automóvil eléctrico suministre electricidad específicamente a una casa o edificio (no a la red en general). El V2L (Vehicle-to-Load) facilita que un automóvil eléctrico suministre electricidad directamente a otro vehículo eléctrico, dispositivo o herramienta.
Los coches equipados con carga bidireccional que actualmente están disponibles en el mercado todavía se pueden contar con los dedos de una mano (KIA EV6, Hyundai Ioniq 5, Nissan Leaf). Sin embargo, muchos fabricantes empiezan a interesarse seriamente por esta tecnología como una de las más prometedoras en los próximos años e incluso como una necesidad en el futuro. Es el caso de Renault, Honda, Volkswagen y Audi.
Baterías de electrolito sólido
Probablemente esta sea una de las tecnologías que más expectativas ha suscitado en la industria. De manera muy resumida, las baterías de litio se basan en el movimiento de los iones entre dos terminales, el cátodo (polo positivo) y el ánodo (polo negativo), que se encuentran sumergidos en una sustancia conductora llamada electrolito. En el caso de las baterías de iones de litio, este electrolito es un líquido generalmente derivado del petróleo.
Cómo su propio nombre indica, en las baterías de estado sólido, este electrolito se sustituye por un material sólido que, en la mayoría de los casos, es cerámico o polimérico. Esta modificación supone un cambio radical en las especificaciones que se pueden esperar de una batería. Dan lugar a vehículos más seguros, en los que el riesgo de incendio es prácticamente nulo. A diferencia de las baterías de iones de litio, las baterías de estado sólido no contienen líquidos inflamables y no pueden filtrarse ni romperse, lo que las hace más fiables y seguras.
Pero, además, ofrecerán una mayor autonomía, puesto que la eliminación de los sistemas de prevención de incendios deja más espacio al material activo, aumentando la densidad energética. También ofrecen una mayor vida útil y una recarga más rápida. En resumen, se trata de una batería que mejora en todo a las que emplean electrolito líquido y que además es más barata de producir.
¿Por qué no se están empleando todavía? Porque aún tienen algunos inconvenientes. En primer lugar, la tecnología no está completamente desarrollada. De hecho, es muy difícil diseñar un electrolito sólido que sea a la vez muy estable y muy conductor. Por otro lado, de momento ofrecen una vida útil más corta, con un número de ciclos de recarga dos veces inferior al de las baterías de iones de litio líquidas. Finalmente, aunque en un futuro serán más baratas de producir, es necesaria escalar los procesos y la demanda para que se refleje en los costes de fabricación.
Muchos fabricantes y empresas de nueva creación se han embarcado en el proyecto de lograr comercializarlas. Es el caso, entre otros, de Honda, Nissan (que ya ha puesto como fecha límite el 2028), BMW, Ford, Volvo, Mercedes y empresas como QuantumScape o Prologium.
Curiosamente, uno de las mayores empresas innovadoras en tecnología para el vehículo eléctrico, Tesla, no ha mencionado ningún plan al respecto y ha preferido invertir tiempo y dinero en la mejora de las baterías de litio líquidas actuales con la creación de las celdas 4680 que estarán presentes en sus próximos vehículos eléctricos.
Baterías con química dual
Esta tecnología se basa en implementar en los vehículos dos tipos de baterías con características y usos diferentes: una para recorrer distancias cortas y otra para las distancias largas. Estas baterías combinan lo mejor de dos mundos que por sí solos no pueden responder a todas las necesidades.
Una batería dual combina, en un solo sistema, dos tipos diferentes de química; generalmente una es de iones de litio con química ternaria NCM. Los cátodos de sus celdas están formados por níquel, cobalto y manganeso, proporcionando una alta densidad energética. Esta parte de la batería es la que se usa para los desplazamientos más largos. La otra parte está formada por celdas LFP (litio ferrofosfato) que tienen menor densidad energética, pero que no precisa níquel ni manganeso y , por lo tanto, son más económicas, además de tener una mayor vida útil y no sufrir apenas degradación. Esta parte se usa, por lo tanto para los viajes cortos.
La combinación de las dos da lugar a una batería con una vida más larga puesto que sufrirá más ciclos de carga y descarga (LFP) no sufre degradaciones y la parte que se carga menos habitualmente (NCM) no perderá apenas capacidad energética. Aunque descrito así parece un concepto solamente teórico estas baterías se están desarrollando en la realidad. La empresa Our Next Energy (ONE) ya la está desarrollando bajo el nombre de Gemini Dual Chemistry para que se convierta en un producto comercial a partir de 2026. Un prototipo de este paquete mixto de baterías ha sido instalado para realizar pruebas en un BMW iX con el objetivo de alcanzar los 965 kilómetros de autonomía.
