noticias de la compañía sobre Comparación de los Tipos de Baterías para Vehículos Eléctricos: Celdas Cilíndricas, Prismáticas y de Bolsa

Imagina estar en una sala de exposición de vehículos eléctricos rodeado de modelos deslumbrantes. Los vendedores describen con entusiasmo la autonomía, la aceleración y las características de alta tecnología. Pero, ¿alguna vez te has preguntado por el corazón de estos vehículos eléctricos: sus baterías? ¿Cómo afectan sus formas al rendimiento?

Una batería de vehículo eléctrico no es una unidad simple. Es como una muñeca rusa de precisión con múltiples capas. Hoy decodificaremos el "código de forma" de las baterías de los vehículos eléctricos para ayudarte a tomar decisiones informadas y a discutir con conocimiento con los representantes de ventas.

Las baterías de los vehículos eléctricos constan de tres niveles jerárquicos:

Celda de batería: La unidad de conversión de energía independiente más pequeña que transforma la energía química en energía eléctrica a través de la carga/descarga reversible. Como los bloques de construcción más pequeños de Lego, las celdas forman la base.

Los componentes clave de la celda incluyen:

• Cátodo/Ánodo con colectores de corriente: Los sitios centrales para las reacciones electroquímicas donde se almacenan los iones de litio. Los colectores de corriente actúan como cables eléctricos.
• Electrolito: El medio para el movimiento de iones de litio entre los electrodos: el puente que conecta dos ciudades.
• Separador: Una barrera que impide el contacto de los electrodos al tiempo que permite el paso de iones, como los divisores de autopistas que garantizan la seguridad del tráfico.
• Carcasa externa: Carcasa protectora que protege los componentes internos de los factores ambientales: las paredes exteriores de un edificio.

Durante la descarga, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo, generando corriente. La carga invierte este flujo. Este movimiento físico causa una degradación gradual del rendimiento, como los puentes de uso frecuente que desarrollan desgaste.

Módulo de batería: Múltiples celdas dispuestas sistemáticamente, como estructuras de Lego que combinan bloques básicos en paredes o habitaciones.

Paquete de baterías: El montaje final que contiene módulos más sistemas de gestión térmica y hardware/software de gestión de baterías: una casa completa con control climático y sistemas de seguridad.

Tres formas de celda principales dominan el mercado actual, cada una con características distintas.

Similares a las baterías AA, estas presentan materiales de electrodos enrollados en cilindros: el primer tipo de batería producido en masa que sigue siendo ideal para la fabricación automatizada.

Ventajas:

• Durabilidad: Las carcasas metálicas resistentes evitan daños/fugas con una excelente estabilidad mecánica, distribuyendo uniformemente la presión interna como los puentes de arco.
• Rendimiento térmico: Los espacios entre las celdas facilitan el flujo de refrigerante para una disipación eficiente del calor, como las aletas del radiador que aumentan el área de la superficie.
• Rentable: La tecnología madura permite menores costos de producción a través de economías de escala.
• Consistencia: La fabricación estandarizada garantiza una calidad uniforme de las celdas.

Desventajas:

• Menor eficiencia del espacio: Los espacios inherentes entre los cilindros reducen la densidad del paquete, como las baldosas redondas que dejan espacios en el suelo.
• Mayor peso: Las carcasas metálicas añaden masa, lo que afecta la eficiencia del vehículo, como usar una armadura pesada.

Vehículos destacados: Tesla Model 3/Y, Rivian R1T/S, Lucid Air

Estas presentan materiales de electrodos apilados o enrollados y luego aplanados en carcasas de metal/plástico, como papeles doblados en sobres.

Ventajas:

• Alta utilización del espacio: El apilamiento apretado maximiza el espacio disponible, como las baldosas cuadradas que minimizan los espacios.
• Mayor densidad de energía: Más almacenamiento de energía por volumen permite un mayor alcance.
• Personalizable: El tamaño flexible se adapta a varias arquitecturas de vehículos, como muebles a medida.

Desventajas:

• Desafíos térmicos: El apilamiento compacto limita la refrigeración, como los libros bien embalados que atrapan el calor.
• Debilidad estructural: Las esquinas crean puntos de tensión vulnerables a la compresión, como los bordes de las cajas de cartón.
• Complejidad de fabricación: Más difícil de mantener la consistencia de celda a celda, como los componentes hechos a mano que varían ligeramente.

Vehículos destacados: BYD Han EV, paquetes de baterías CATL CTP

Estos utilizan una película laminada de aluminio ligera en lugar de carcasas rígidas, como caramelos blandos envueltos individualmente.

Ventajas:

• Ligero: Las películas de aluminio reducen la masa significativamente, como usar ropa deportiva.
• Flexibilidad de diseño: Las formas/tamaños adaptables se adaptan a espacios no convencionales, como la arcilla moldeable.
• Baja resistencia: El flujo de energía más suave mejora la eficiencia, como los ríos anchos.
• Potencial de seguridad: La expansión durante la falla proporciona una advertencia frente a las explosiones con carcasa de metal.

Desventajas:

• Mayor costo: Desarrollo/producción más caros, como productos personalizados premium.
• Vulnerabilidad: El embalaje blando corre el riesgo de daños/fugas con hasta un 10% de expansión durante la falla, como las bolsas de plástico llenas de líquido.
• Vida útil más corta: Típicamente menos ciclos de carga que las alternativas.
• Desafíos de producción: Más difícil de mantener la uniformidad, como artefactos únicos hechos a mano.

Vehículos destacados: Hyundai Kona Electric, Chevrolet Bolt EV

Los fabricantes de automóviles adoptan diferentes enfoques basados en las prioridades:

Tesla, Rivian y Lucid favorecen las celdas cilíndricas por seguridad y consistencia, logrando una impresionante autonomía/rendimiento. Tesla evita específicamente las celdas de bolsa debido a los riesgos de incendio.

Hyundai y Ford adoptan celdas de bolsa para la personalización y el ahorro de peso, lo que podría facilitar las futuras transiciones a las baterías de estado sólido que requieren formatos de bolsa.

General Motors históricamente usó celdas de bolsa grandes para minimizar el recuento de unidades, pero puede cambiar hacia diseños cilíndricos, lo que indica una reevaluación estratégica.

BMW ahora adopta celdas cilíndricas esperando velocidades de carga y autonomía mejoradas.

Más allá de los formatos actuales, las baterías de estado sólido representan la próxima frontera con electrolitos sólidos que prometen:

• Mayor densidad de energía
• Seguridad mejorada
• Vida útil prolongada
• Mayor tolerancia a la temperatura

Si bien aún están en desarrollo, las grandes inversiones sugieren la comercialización en unos años, lo que podría revolucionar el almacenamiento de energía de los vehículos eléctricos.

Comprender las formas de las baterías ayuda a adaptar la tecnología a las prioridades:

• Buscadores de fiabilidad: Los vehículos con celdas cilíndricas ofrecen una estabilidad probada
• Maximizadores de autonomía: Los diseños prismáticos proporcionan energía eficiente en el espacio
• Compradores preocupados por el peso: Las configuraciones de bolsa ofrecen flexibilidad ligera

Recuerda, las baterías representan solo un factor entre muchos: los motores, los controles y los sistemas térmicos contribuyen al rendimiento general del vehículo eléctrico. Los consumidores informados toman las mejores decisiones al considerar todos los elementos de forma holística.