Híbridos y Eléctricos

INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

Nueva tecnología de baterías para coches eléctricos de Audi

Audi cubre todas las áreas clave en el desarrollo de baterías de alto voltaje para sus modelos híbridos enchufables y coches eléctricos. En este sentido, está trabajando en un módulo de batería estándar disponible para los diferentes modelos y marcas del Grupo Volkswagen.

Nueva tecnología de Baterías para coches eléctricos de Audi.
Nueva tecnología de Baterías para coches eléctricos de Audi.

Audi está trabajando en diferentes áreas estratégicas de las baterías de alto voltaje para vehículos eléctricos e híbridos enchufables. Las investigaciones y el desarrollo se centran en la organización de las células que componen la batería en módulos, las estrategias de operación durante la conducción, y el uso de la batería después del final de su vida útil.

En el centro tecnológico de baterías de alto voltaje en Gaimersheim (Alemania), Audi trabaja en un concepto modular uniforme que permite utilizar las baterías en los diferentes modelos y marcas del Grupo Volkswagen

Junto con Volkswagen Group Research, Audi también se está involucrando en proyectos a largo plazo que investigan la química celular, centrándose en el desarrollo de sistemas completos: embalaje, refrigeración, validación y, en asociación con los departamentos de desarrollo de chasis, la integración en el automóvil. Sobre todo se está trabajando en la rigidez del sistema de baterías y su comportamiento en una situación de choque. 

En este sentido, Audi mostró en el Salón de Frankfurt 2015 el concept car Audi e-tron quattro, un anticipo que señala como será el futuro SUV deportivo de propulsión eléctrica de marca.

Audi baterias Q7 e-tron  

A nivel mundial, el desarrollo de la tecnología de baterías de iones de litio está avanzando muy rápidamente. En los últimos tres años Audi ha logrado aumentar la capacidad actual de las células prismáticas en un 50 por ciento, de 25 amperios hora (Ah) por célula a 37 Ah. La densidad de energía se ha incrementado en un grado similar. Las células planas ahora alcanzan hasta 550 vatios hora por litro de volumen, y Audi espera que alcancen unos 750 Wh/l en 2025. Un efecto secundario importante es que los costes de las baterías se han reducido a alrededor de la mitad en los últimos cinco años, lo que está permitiendo que la movilidad eléctrica esté al alcance de más clientes.

Tipos de módulos para las baterías

El denominado módulo de la batería consta de una carcasa de aluminio resistente con forma de cubo, ligeramente más pequeño que una caja de zapatos. El módulo pesa alrededor de 13 kilogramos y cuenta con un sistema a través del cual circula el fluido de refrigeración. Tiene capacidad para tres tipos de células: células cilíndricas como las utilizadas en la segunda generación del el Audi R8 e-tron; células prismáticas, cada una de ellas con un tamaño aproximado similar al de la mitad de un libro de bolsillo, o células largas y planas en forma de placa.

Nueva tecnología de Baterías para coches eléctricos de Audi

Las células prismáticas tienen carcasas independientes, por lo que son más robustas que las células planas. La carcasa está realizada en polímero recubierto de aluminio, lo que presenta ventajas en cuanto al peso. Los dos proveedores con los que trabaja Audi, LG Chem y Samsung SDI, se han especializado en un diseño particular cada uno.

La ventaja en común que tienen las células prismáticas y las planas es la densidad de almacenamiento que permiten. Ambas utilizan un 75 por ciento del volumen disponible, una cifra mucho más alta que las células cilíndricas (50 por ciento), que también requieren conexiones más complejas. Estas últimas resultan únicamente adecuadas para los vehículos eléctricos; permiten almacenar mayor cantidad de energía comparada con otros diseños, pero su potencia de salida es menor.

Las células planas y las células prismáticas son más versátiles. Con cambios menores en sus dimensiones exteriores, pueden ser configuradas específicamente para una máxima potencia de salida, para una máxima densid ad de energía o para una combinación de ambos parámetros, por lo que resultan ideales para un vehículo híbrido enchufable. El criterio clave es el espesor del recubrimiento de los electrodos. Cuanto más fino es este recubrimiento mayor es el contacto entre el electrolito y el material activo. Como resultado, la alta transferencia de carga asegura el rendimiento en cuanto a potencia. Por el contrario, altos espesores de recubrimiento para los electrodos producen una alta densidad de energía.

Nueva tecnología de Baterías para coches eléctricos de Audi

Nueva vida para las baterías 

Audi diseña sus baterías para dar servicio durante más de 150.000 kilómetros y un mínimo de ocho años de funcionamiento. Aún así, estas baterías todavía poseen una gran parte de su capacidad nominal demasiado alta para ser recicladas al final de la vida útil del vehículo. Bajo el lema “From Road to Grid”, la compañía está actualmente trabajando en un nuevo concepto de almacenamiento para convertir las baterías utilizadas en reservas de energía estacionarias.

Una primera instalación en fase de pruebas situada cerca de Ingolstadt ha empezado ya a suministrar energía a la red eléctrica. Un contenedor de cuatro baterías de varios tamaños trabaja en conjunto con un sistema fotovoltaico que es capaz de suministrar hasta 20 kW de potencia en los días soleados. Un segundo contenedor aloja las conexiones y la tecnología de control: su unidad electrónica de potencia convierte la corriente continua de las baterías a corriente alterna con un voltaje estándar de 400 V. Cuando la capacidad de almacenamiento de energía de las baterías disminuye por debajo del 10 por ciento, se envían a reciclar.

Las innovadoras plataformas de almacenamiento de Audi pueden ser  adaptadas como fuente de energía para las estaciones de carga rápida con una potencia de más de 250 kW. Alternativamente, pueden servir como sistemas de almacenamiento para electricidad procedente de fuentes renovables, como la eólica y la energía solar, ya sea como parte de la red o como instalaciones para viviendas. Audi ya contempla sistemas más grandes, con una capacidad de alrededor de 500 kWh.

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