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Jun 03, 2023

¿Qué prioridades están dando forma al desarrollo de paquetes de baterías?

James Eaton explora las muchas consideraciones que intervienen en el diseño de un

James Eaton explora las muchas consideraciones que intervienen en el diseño del paquete de baterías de un vehículo eléctrico.

Actualmente, los costos de desarrollo de vehículos eléctricos (EV) son increíblemente altos, impulsados ​​principalmente por el paquete de baterías, y equilibrar el atractivo y el costo del modelo es un desafío incluso para los fabricantes de automóviles establecidos. No hace falta decir que esto es aún más difícil para muchos pequeños fabricantes y fabricantes de vehículos de nicho, a quienes se les puede cotizar fácilmente hasta 30 millones de libras esterlinas (37 millones de dólares estadounidenses) solo en el diseño del paquete de baterías. Si bien existe una clara necesidad de soluciones de desarrollo de productos optimizadas y más rentables, todavía hay pocas. Cuando se enfrentan al diseño de un paquete de baterías, muchos aún no tienen claro por dónde empezar o qué priorizar.

La densidad de energía es una métrica clave para muchos y una prioridad obvia para los fabricantes. Un paquete de baterías que no es denso en energía puede conducir a un vehículo que es pesado, grande y difícil de conducir, lo que no es una buena venta para los consumidores. Sin embargo, lo que a menudo se olvida es que aumentar el voltaje puede ayudar a aumentar la densidad de energía. Muchos abordan la producción de baterías con la idea arraigada de que 400v es el límite para los vehículos eléctricos. Como el voltaje EV puede aumentar hasta 800 o 900 voltios, conformarse con un voltaje de 400 limita innecesariamente el potencial del vehículo. Los vehículos eléctricos con un voltaje más alto pueden producir la misma potencia con una corriente más baja, lo que significa que los cables, las barras colectoras y otros componentes pueden ser más pequeños y, como resultado, el paquete se vuelve más liviano.

Sin embargo, cuando se trata de diseñar un paquete de baterías, casi todas las variables dependen de otras e implican algún tipo de compensación. El voltaje no está exento de esto. En general, a medida que aumenta el voltaje, los inversores y otros componentes aumentan de tamaño debido al aislamiento del voltaje, por lo que el tren motriz general puede volverse más grande.

Esta necesidad de hacer compensaciones consideradas se extiende a otros factores que se tienen en cuenta al diseñar un paquete de baterías, y es importante comprender que algunas combinaciones de parámetros no siempre se pueden lograr. La capacidad de considerar el diseño y comprender realmente lo que es importante para su vehículo y atractivo para el consumidor es fundamental. A menudo se piensa que un tiempo de carga bajo es increíblemente deseable en un EV y, si bien este puede ser el caso, una carga más rápida puede causar un aumento en la degradación de la batería y puede hacer que el alcance del vehículo se reduzca más rápido con el tiempo. Hay formas inteligentes de lograr un buen equilibrio, como la ingeniería de sistemas de administración térmica de mayor potencia que permitirán una disminución en el tiempo de carga, pero esto puede hacer que otros sistemas del vehículo se vuelvan más grandes y más costosos.

Cuando se trata de diseñar un paquete de baterías, casi todas las variables dependen de otras.

Si bien las compensaciones son inevitables en la mayoría de las áreas, la seguridad es un área que no requiere compromisos. En general, la mayoría de las celdas y módulos de batería deben cumplir con UN38.3, pero algunas regulaciones, como la Regulación 100 de la ECE de la ONU, pueden no parecer necesarias de inmediato y, como resultado, los fabricantes más pequeños pueden evitarlas. Si bien inicialmente se puede evitar en un volumen muy bajo, las normas de seguridad se pueden evitar a favor de un desarrollo más rápido y económico, en particular por parte de pequeños OEM que se encuentran bajo diversas presiones. Sin embargo, es esencial construir un paquete de baterías que sea lo más seguro posible. Además de los riesgos obvios de producir un EV que no ha sido verificado de manera tan exhaustiva como sea posible, es importante considerar que estos son estándar en la producción en masa, por lo que cualquier nivel de escala eventualmente requerirá estas pruebas. Al evitar las pruebas de seguridad, muchos pequeños fabricantes crean problemas mayores para el futuro cuando el vehículo se rediseña teniendo en cuenta estas normas.

Los próximos años serán testigos de grandes cambios en el sector de la automoción. Con niveles sin precedentes de interés de los consumidores en los vehículos eléctricos, el mercado crecerá rápidamente. No sorprende que este crecimiento haya atraído a todo tipo de fabricantes de equipos originales, y que se esté dedicando más tiempo y esfuerzo que nunca al mercado de vehículos eléctricos. Para tener éxito, los fabricantes necesitan desarrollar un producto que sea competitivo en el lanzamiento y que siga siendo competitivo en los próximos años. Ser inteligente y rentable, así como comprender las necesidades del paquete de baterías, es más importante que nunca.

Las opiniones expresadas aquí son las del autor y no reflejan necesariamente las posiciones de Automotive World Ltd.

James Eaton es director ejecutivo y fundador de IONETIC, una empresa emergente con sede en el Reino Unido que facilita la electrificación de las empresas automotrices mediante el diseño y la fabricación de paquetes de baterías.

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