El corazón de cualquier híbrido no es el tanque de gasolina. Es la batería. Ya conoces el procedimiento. ¿Motor de combustión interna? Controlar. ¿Motor eléctrico? Controlar. El ICE quema gasolina. El motor eléctrico obtiene su energía de una fuente química de alto voltaje. Sin esas reacciones específicas dentro de la carcasa de la batería, todo el concepto “híbrido” se desmorona. No es magia. Es electroquímica.
Pero la batería tiene mala reputación. Los escépticos tienen muchas quejas. Dicen que las mochilas son demasiado pesadas, lo que reduce la economía de combustible. Afirman que la entrega de energía es lenta. Señalan materiales tóxicos como el plomo y denuncian la hipocresía del marketing “verde”. Es fácil odiar algo que no entiendes.
Pero los fabricantes no escuchan a quienes los odian. Están ocupados arreglando cosas. La tecnología está evolucionando. Rápido. Aquí hay cinco formas concretas en que la batería híbrida está mejorando.
5: El precio de entrada está bajando
El miedo es un gran disuasivo para las ventas. Durante años, el impacto de una batería híbrida agotada mantuvo alejados a los compradores. Un paquete de repuesto solía costar alrededor de 3.000 dólares. Eso es un gran cambio. Es una parte importante del valor total del vehículo. La gente estaba aterrorizada de cancelar su compra sólo porque el jugo se agotó.
Ese miedo se está desvaneciendo. Los precios se han desplomado desde principios de la década de 2000. En 2001, cambiar una batería híbrida costaba aproximadamente 10.000 dólares. ¿Ahora? Honda redujo su tarifa de reemplazo de $3,400 a $1,968. Toyota planea reducir sus propios costos desde la marca actual de $3,000. La confiabilidad también ha aumentado. La tasa de falla de la batería del Prius de primera generación fue de alrededor del 1 por ciento. ¿Para la segunda generación? Cayó al 0,003 por ciento. Eso no es sólo una mejora. Esa es una anomalía estadística.
4: Baterías de iones de litio
Nos estamos alejando de las químicas más antiguas. La industria está cambiando hacia los iones de litio. Esto no es sólo un ajuste menor. Es un cambio fundamental en la forma en que se almacena y entrega la energía.
Los paquetes de hidruro metálico de níquel más antiguos eran pesados. Sufrieron efectos de memoria. Se filtraron. Las células de iones de litio son más densas. Contienen más energía en menos espacio. La relación potencia-peso es significativamente mayor. Esto significa menos resistencia al chasis. Mejor aceleración. Y mayor alcance entre cargas.
Los entusiastas estaban esperando esto. El ahorro de peso por sí solo justifica el cambio. Pero hay más. Las baterías de iones de litio se cargan más rápido. Descargan más eficientemente. No se degradan tan rápido a altas temperaturas. Este es el tipo de tecnología que hace que el rendimiento híbrido sea realmente divertido.
La pregunta sigue siendo: ¿veremos algún día baterías tipo teléfono inteligente en los automóviles? ¿O es un puente demasiado lejos? Llegaremos a eso a continuación.
La apuesta de los iones de litio
Los paquetes de NiMH son los caballos de batalla actuales. Duran. Son baratos. Una unidad de baja capacidad podría costarle $600. Pero las demandas de alta potencia elevan los costos. Los precios del níquel son volátiles. Las reducciones de costos se han estancado. Los fabricantes buscan salidas.
Ingrese el ion de litio.
Ya conoces esta química. Su computadora portátil funciona con él. Tu teléfono funciona con él. Es pequeño. Es ligero. Para aplicaciones híbridas, gana la densidad de energía. Obtienes más potencia por libra. La eficiencia supera al NiMH.
Es el comienzo del Li-ion para automóviles. Los datos de confiabilidad son escasos. Los costos siguen siendo elevados. Si la inversión se mantiene, veremos paquetes más pequeños más temprano que tarde. ¿Si falla?
Busque en otra parte.
UltraBattery: El renacimiento del plomo-ácido
Los iones de litio podrían resultar demasiado caros para el mercado masivo. El NiMH no se está volviendo más barato. Entonces, ¿dónde se reducen los costos sin sacrificar la aceleración?
Plomo-ácido.
Sí. La misma batería que enciende el sedán de tu abuela. Inventado en 1859 por Gaston Plante. Es pesado. Los ambientalistas lo odian. Pero es barato. Y investigadores de Australia y Japón demostraron que se podía mejorar.
Construyeron la UltraBattery.
UltraBattery utiliza supercondensadores para dar a los híbridos grandes ráfagas de energía para acelerar sin degradar la celda.
Combina la química del plomo-ácido con la tecnología de supercondensadores. El condensador maneja los picos de alta corriente. La celda de plomo-ácido se encarga del almacenamiento. Sin degradación. Sin metales raros caros.
La industria automotriz está indecisa. Pero el precio es atractivo. Menos de $1,000. Algunos fabricantes japoneses apuntaron a 2010 para su adopción.
Por qué la longevidad de la batería es más importante que la potencia máxima
Elegiste un híbrido porque quieres menores emisiones y una mejor economía de combustible. No lo compraste para ser técnico de baterías. Sin embargo, la batería es el componente más caro del vehículo. Reemplazarlo en propiedad media es un golpe financiero.
La mayoría de los híbridos utilizan NiMH. Estos paquetes son robustos. Manejan el ciclo profundo mejor que los primeros prototipos de iones de litio. Un paquete de NiMH puede durar de 8 a 10 años. Eso cubre el período de garantía. Cubre la vida útil esperada del coche.
Los iones de litio afirman tener una mayor densidad energética. ¿Pero el ciclo de vida? Las primeras celdas de iones de litio para automóviles tenían problemas con la gestión térmica. El calor mata las baterías de litio. La carga rápida los degrada. Si un paquete de Li-ion dura sólo 5 años, el coste total de propiedad aumenta. Los ahorros en combustible se desvanecen frente al coste de reposición.
Las variantes de plomo-ácido como UltraBattery tienen como objetivo cerrar esta brecha. Ofrecen la longevidad de las baterías automotrices tradicionales con la entrega de energía necesaria para la asistencia eléctrica. Si la tecnología madura, se vuelve barato. De larga duración. Y un rendimiento decente.
La carrera no se trata sólo de densidad de energía. Se trata de supervivencia. ¿Qué química de la batería sobrevive al camino? Veremos.
El miedo a la batería ha mantenido a mucha gente indecisa. Les preocupa la corta esperanza de vida. Les preocupan las tasas de fracaso. La gran pregunta siempre es el momento oportuno. ¿Morirá la manada en cuatro años? ¿Cinco? ¿Siete?
Aquí está la realidad. Los fabricantes garantizan estos paquetes durante la vida útil del vehículo. Estamos hablando de 100.000 millas o más en los últimos años. Las garantías suelen extenderse hasta ocho años o más. Si la batería falla mientras está cubierta, el fabricante paga el reemplazo. Tomemos como ejemplo el Toyota Prius 2010. Viene con una garantía de 10 años y 150.000 millas. Esa es una protección concreta.
“La verdad es que las empresas automotrices garantizan sus paquetes de baterías híbridas durante toda la vida útil del automóvil… el fabricante cubriría el costo de reemplazo”.
Menos peso
Las baterías pesadas perjudican la eficiencia del combustible. Más masa significa más energía necesaria para mover el automóvil. Los conductores suelen descargar el maletero para ahorrar gasolina. Es el mismo principio.
Los investigadores están trabajando para reducir el peso de la batería. Los científicos del MIT han desarrollado una forma de hacer que los paquetes de iones de litio sean más ligeros y rápidos. El problema original fue la lenta liberación de energía. Los científicos culparon a los átomos de litio que se mueven lentamente. Los investigadores del MIT sostienen que en realidad es la estructura a nanoescala la que impide el viaje de los iones.
Un recubrimiento de fosfato de litio soluciona este problema. Acelera los iones, ayudándolos a llegar rápidamente a la terminal. Este material también reduce la degradación. Una menor degradación significa que los fabricantes pueden reducir el tamaño de la batería. Paquetes más pequeños. Coches más ligeros.
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Fuentes
-Anderman, Menahem. “Estado y perspectivas de la tecnología de baterías para vehículos eléctricos híbridos, incluidos los vehículos eléctricos híbridos enchufables”. Baterías Automotrices Avanzadas. 26 de enero de 2007.
-Hamilton, Tyler. “Una batería más barata para coches híbridos”. Revisión de Tecnología. Instituto de Tecnología de Massachusetts. 24 de enero de 2008.
– HybridCars.com. “Detrás de los costos ocultos de los híbridos”. 28 de septiembre de 2008.
– HybridCars.com. “La batería del coche híbrido: una guía definitiva”. 6 de noviembre de 2008.
-Newsweek.com. “Baterías agredidas”. 2008.
– Treacy, Megan. “Podría estar en camino una batería más ligera y de carga más rápida”. EcoGeek.com. 12 de marzo de 2009.
– Valdés-Dapena, Peter. “Híbridos: siete preocupaciones, siete respuestas”. CNNMoney.com. 1 de marzo de 2007.
– Bien, Ray. “Toyota Prius 2010: a 50 MPG, vehículo minorista oficialmente con mayor kilometraje”. Jalopnik.com. 2 de marzo de 2009.
