El sector del transporte tiene como objetivo reducir de forma significativa las emisiones de gases de efecto invernadero, pero, aunque normalmente se pone el foco en el vehículo particular, los vehículos comerciales pesados tienen un papel clave, ya que representan una parte importante de las emisiones del transporte por carretera. Ahora, un proyecto europeo llamado SIERRA, podría conseguir adelantos importantes en este campo.
Las baterías desempeñan un papel fundamental en esta materia, especialmente en este tipo de transporte, porque debido a los grandes pesos que se manejan es necesario que cumplan con varias características a la vez: una alta densidad energética para almacenar la mayor cantidad posible de kW sin aumentar el peso, una larga vida útil porque se someten a un mayor número de ciclos de carga y descarga, una capacidad de carga rápida superior, etc. El proyecto europeo cree haber dado con la clave para conseguirlo: las celdas NMC.
El níquel es la clave
Éstas, siendo ricas en níquel, ofrecen un gran potencial para aumentar la energía específica de la batería, por lo que SIERRA que son las adecuadas para conseguir “un paquete de baterías seguro, sostenible, ligero y de alto rendimiento” que aplicar a los autobuses eléctricos. El sistema ya tiene un estado de desarrollo avanzando, pero el equipo de investigación busca llevarlo hasta el nivel de madurez tecnológica 6 (TRL6), con el que se podrá industrializarlo después.
El proyecto enumera una serie de ventajas tecnológicas que plantea su investigación:
- Uso de técnicas de modelización a diferentes escalas para diseñar paquetes de baterías más compactos y seguros, además de simular su comportamiento térmico y mecánico durante el funcionamiento.
- Desarrollo de carcasas ligeras fabricadas con varios materiales mediante procesos de producción en una sola fase, lo que mejora la eficiencia y reduce el consumo de recursos.
- Implementación de sistemas avanzados de monitorización en varias capas, que incluyen control estructural, análisis térmico detallado y seguimiento del estado de carga y del estado de salud de la batería.
- Integración de sistemas de refrigeración completos y barras colectoras impresas, diseñados para soportar altas potencias de carga y mantener un rendimiento estable en un amplio rango de condiciones de funcionamiento.
El papel del Austrian Institute of Technology
Dentro del Proyecto SIERRA, el papel del Austrian Institute of Technology es relevante. El instituto aporta su experiencia en el desarrollo de sistemas de baterías basados en modelos y se encarga de llevar a cabo simulaciones tanto a nivel del paquete de baterías como del vehículo completo. Emplea el análisis virtual del comportamiento térmico, los flujos de energía y los parámetros relativos a la seguridad, algo que sirve para mejorar en áreas como la seguridad operativa, el peso del conjunto y el rendimiento del sistema.
Gracias a las simulaciones, se pueden validar decisiones de diseño en una fase temprana del desarrollo, con lo que se reducen riesgos, pero también el tiempo y la inversión necesarios para crear los paquetes de baterías.
El doctor Mirza Popovac, responsable del proyecto en AIT, explica: “En el proyecto SIERRA utilizamos métodos basados en simulaciones tanto a nivel del paquete de baterías como del vehículo para desarrollar conceptos de baterías ligeras, seguras y eficientes para el transporte pesado. Esto nos permite validar decisiones de diseño en una fase temprana y mejorar específicamente el rendimiento de los futuros vehículos comerciales eléctricos”.