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El intercambio de baterías y el futuro de la recarga de vehículos eléctricos

Rodrigo de Frias Vázquez, MEng Mechanical Engineering 3rd year student


Con el creciente aumento de normativas y prohibiciones relativas a los vehículos diésel y de gasolina, los vehículos eléctricos parecen ser el futuro de la movilidad sostenible a medida que avanza la lucha contra las emisiones de carbono. El Reino Unido ha prohibido la venta de coches nuevos de gasolina y diésel a partir del 2030, por lo que es previsible que la mayoría de los usuarios tengamos un coche eléctrico en un futuro próximo. Todos los coches eléctricos tienen una batería que requiere ser recargada, al igual que la de un ordenador o un teléfono. El objetivo del cambio de baterías es ofrecer una forma eficiente y asequible de carga, permitiendo una transición fácil y cómoda desde los coches de carburante a los coches eléctricos. En primer lugar, vamos a comparar el intercambio de baterías con otros métodos de carga. A continuación, veremos cómo funciona esta tecnología y concluimos analizando algunos inconvenientes y posibles soluciones.


El método de carga actual más común consiste en una estación de carga que canaliza la energía de la red eléctrica al vehículo a través de un cable. Sin embargo, aún no se ha logrado un equilibrio entre el tiempo de carga y la potencia necesaria. Esto puede verse en la Tabla 1, en la que se comparan las velocidades de carga de los vehículos eléctricos según el Departamento de Transporte de los Estados Unidos. Sólo el supercargador consigue un tiempo de carga aceptable, pero a una potencia muy elevada, lo que lo hace muy ineficiente desde un punto de vista energético.


Figura 1. Estación de supercargadores



¿Cuál es la particularidad del intercambio de baterías? Se trata de una alternativa aún en desarrollo que consiste, como su nombre indica, en retirar la batería agotada y colocar otra completamente cargada en solo unos minutos en una estación de intercambio (véase la figura 1). El proceso de intercambio es totalmente autónomo (véase la figura 2). El coche se eleva y se desenrosca la batería que hay debajo. Se retira la batería agotada y se coloca otra batería completamente cargada. Se vuelve a reajustar y el coche se deposita de nuevo en el suelo para continuar la marcha.


Figura 2. Estación de intercambio de baterías NIO Figura 3. Muestra el interior de la estación y el d intercambio de las baterías con el coche elevado


La tecnología necesaria para el funcionamiento de las estaciones de intercambio de baterías está muy desarrollada, pero ¿puede conseguir un tiempo de carga y una eficiencia energética que supere a sus competidores? La respuesta es sí. En el ámbito internacional destaca Power Swaps Stations, las estaciones de intercambio del fabricante chino NIO. El proceso completo de intercambio de baterías en estas estaciones dura aproximadamente 3 minutos, lo que supone una enorme mejora respecto a los 20 minutos - 1 hora mencionados anteriormente. Además, el coste del intercambio de batería en una estación NIO es de 19 euros. Por lo tanto, el intercambio de baterías no sólo es un procedimiento más rápido que llenar el depósito de gasolina, sino también mucho más económico. Las baterías agotadas se irían cargando lentamente, con el consiguiente ahorro energético y económico.


Figura 4. Estaciones de intercambio NIO operativas y previstas en Europa


NIO es uno de los líderes mundiales en tecnología de intercambio de baterías, con más de 1300 estaciones de intercambio en China y 4000 previstas para el 2025. NIO también tiene prevista una expansión internacional, concretamente en Europa. Con la apertura de su primera estación en el extranjero en septiembre de 2022, NIO ya cuenta con 10 estaciones en funcionamiento en Noruega, Suecia, Dinamarca y Alemania y otras 20 en desarrollo.


Figura 5. Estaciones de intercambio NIO en China en diciembre de 2021


Sin embargo, implantar esta tecnología a gran escala será complicado. El intercambio de baterías es un proceso cuyo éxito está supeditado a que haya un volumen suficientemente grande de un único modelo de batería, ya que las baterías de diferentes marcas de vehículos no son compatibles. En otro caso, cada estación de recarga debería disponer de los distintos modelos de baterías que utiliza cada marca. Además, es esencial que cada usuario tenga acceso a una estación cercana en cada trayecto, lo cual implica una elevada inversión. Estos obstáculos son superables, pero todo dependerá de cómo evolucione el mercado y la respuesta que obtenga la apuesta de NIO en Europa.


En conclusión, las estaciones de intercambio de baterías ofrecen un método eficaz para la carga de vehículos eléctricos, más barato y energéticamente más eficiente que otras tecnologías alternativas. A pesar de los obstáculos superables, como la compatibilidad de las baterías y la construcción de estaciones de recarga, esta tecnología innovadora constituye un proyecto prometedor para que la transición a los vehículos eléctricos sea lo más fácil y cómoda posible. Una transición rápida a dichos vehículos garantiza una rápida disminución de las emisiones de carbono, lo que nos acerca un paso más a revertir el cambio climático.



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