Batería de iones de litio para vehículo eléctrico

batería de vehículo eléctrico

Una batería de vehículo eléctrico (EVB, también conocida como batería de tracción) es una batería que se utiliza para alimentar los motores eléctricos de un vehículo eléctrico de batería (BEV). Estas baterías suelen ser baterías recargables y, por lo general, son baterías de iones de litio. Estas baterías están diseñadas específicamente para una alta capacidad de amperios-hora (o kilovatios-hora).

Las baterías de los vehículos eléctricos se diferencian de las baterías de arranque, iluminación e ignición (SLI) en que están diseñadas para proporcionar energía durante períodos sostenidos de tiempo y son baterías de ciclo profundo. Las baterías para vehículos eléctricos se caracterizan por su relación potencia-peso, energía específica y densidad de energía relativamente altas; Las baterías más pequeñas y ligeras son deseables porque reducen el peso del vehículo y, por lo tanto, mejoran su rendimiento. En comparación con los combustibles líquidos, la mayoría de las tecnologías de baterías actuales tienen una energía específica mucho menor, y esto a menudo afecta la autonomía máxima totalmente eléctrica de los vehículos.

Historial de la batería del vehículo

El tipo de batería más común en los vehículos eléctricos modernos son las de iones de litio y polímero de litio, debido a su alta densidad de energía en comparación con su peso. Otros tipos de baterías recargables utilizadas en vehículos eléctricos incluyen plomo-ácido ("inundadas", de ciclo profundo y plomo-ácido reguladas por válvula), níquel-cadmio, níquel-hidruro metálico y, con menos frecuencia, zinc-aire y níquel sódico. baterías de cloruro ("cebra").[1]La cantidad de electricidad (es decir, carga eléctrica) almacenada en las baterías se mide en amperios hora o en culombios, y la energía total suele medirse en kilovatios-hora. Desde finales de la década de 1990, los avances en la tecnología de baterías de iones de litio han sido impulsados por la demanda de dispositivos electrónicos portátiles, computadoras portátiles, teléfonos móviles y herramientas eléctricas. El mercado de BEV y HEV ha cosechado los beneficios de estos avances tanto en rendimiento como en densidad de energía. A diferencia de la química de las baterías anteriores, especialmente las de níquel-cadmio, las baterías de iones de litio se pueden descargar y recargar diariamente y en cualquier estado de carga.

Batería para batería de vehículo de baja velocidad eléctrica pura

Componentes internos

Los diseños de paquetes de baterías para vehículos eléctricos son complejos y varían mucho según el fabricante y la aplicación específica. Sin embargo, todos incorporan una combinación de varios sistemas de componentes mecánicos y eléctricos simples que realizan las funciones básicas requeridas del paquete.

Las celdas de la batería real pueden tener diferentes químicas, formas físicas y tamaños según lo prefieran los distintos fabricantes de paquetes. Los paquetes de baterías siempre incorporarán muchas celdas discretas conectadas en serie y en paralelo para lograr los requisitos totales de voltaje y corriente del paquete. Los paquetes de baterías para todos los EV de propulsión eléctrica pueden contener varios cientos de celdas individuales. Cada celda tiene un voltaje nominal de 3-4 voltios, dependiendo de su composición química.

Para ayudar en la fabricación y el ensamblaje, la gran pila de celdas se agrupa típicamente en pilas más pequeñas denominadas módulos. Varios de estos módulos se colocarán en un solo paquete. Dentro de cada módulo, las celdas se sueldan entre sí para completar la ruta eléctrica para el flujo de corriente. Los módulos también pueden incorporar mecanismos de enfriamiento, monitores de temperatura y otros dispositivos. Los módulos deben permanecer dentro de un rango de temperatura específico para un rendimiento óptimo. En la mayoría de los casos, los módulos también permiten monitorear el voltaje producido por cada celda de la batería en la pila mediante el uso de un Sistema de administración de batería (BMS).

La pila de celdas de la batería tiene un fusible principal que limita la corriente del paquete en una condición de cortocircuito. Se puede quitar un "enchufe de servicio" o "desconexión de servicio" para dividir la pila de baterías en dos mitades eléctricamente aisladas. Con el enchufe de servicio retirado, los terminales principales expuestos de la batería no representan un peligro eléctrico potencial alto para los técnicos de servicio.

El paquete de baterías también contiene relés, o contactores, que controlan la distribución de la energía eléctrica del paquete de baterías a los terminales de salida. En la mayoría de los casos, habrá un mínimo de dos relés principales que conectan la pila de celdas de la batería a los terminales de salida positivos y negativos principales del paquete, que luego suministran alta corriente al motor de accionamiento eléctrico. Algunos diseños de paquetes incluirán rutas de corriente alternas para precargar el sistema de transmisión a través de una resistencia de precarga o para alimentar un bus auxiliar que también tendrá sus propios relés de control asociados. Por razones de seguridad, estos relés están normalmente abiertos.

El paquete de baterías también contiene una variedad de sensores de temperatura, voltaje y corriente. La recopilación de datos de los sensores del paquete y la activación de los relés del paquete se logran mediante la Unidad de monitoreo de batería (BMU) o el Sistema de administración de batería (BMS) del paquete. El BMS también es responsable de las comunicaciones con el vehículo fuera del paquete de baterías.

paridad de rango

Paridad de autonomía significa que el vehículo eléctrico tiene la misma autonomía que un vehículo de combustión medio, con baterías de energía específica superior a 1 kWh/kg. Mayor autonomía significa que los vehículos eléctricos recorrerían más kilómetros sin recargar.

Ahorro de costos

En términos de costos operativos, el precio de la electricidad para hacer funcionar un BEV es una pequeña fracción del costo del combustible para motores de combustión interna equivalentes, lo que refleja una mayor eficiencia energética.