La batería promedio de un automóvil eléctrico durará alrededor de ocho años o más y, por lo general, puede esperar más de 100,000 millas con la batería del equipo original. Eso es lo que todos los fabricantes de automóviles eléctricos ofrecen como garantía y, a veces, más, pero el ciclo de vida de la batería de un vehículo eléctrico va mucho más allá de ese período de tiempo relativamente corto.
Puntos Clave
- El ciclo de vida de una batería de vehículo eléctrico abarca la fabricación, el uso activo en el vehículo, las aplicaciones de segunda vida y el reciclaje final; cada etapa conlleva consideraciones distintas en cuanto al servicio y la seguridad.
- La degradación de la batería es gradual pero acumulativa; la pérdida de capacidad se acelera tras repetidas cargas rápidas, exposición a temperaturas extremas y ciclos de descarga profunda.
- Las pruebas de estado de salud (SoH, por sus siglas en inglés) realizadas a intervalos regulares proporcionan a los operadores de flotas y a los distribuidores una lectura objetiva sobre en qué etapa del ciclo de vida se encuentra una batería.
- Las aplicaciones de baterías de segunda vida, como el almacenamiento de energía estacionario, extienden su valor más allá del vehículo, pero requieren datos precisos sobre el estado de salud (SoH) para ser viables.
- El reciclaje de baterías al final de su vida útil es una prioridad regulatoria cada vez mayor; los técnicos y los talleres deben comprender los requisitos de manipulación y eliminación seguras.
- Las herramientas de diagnóstico de Midtronics para vehículos eléctricos permiten gestionar el ciclo de vida desde la primera visita de servicio hasta el desmantelamiento final.
El nacimiento de una batería de alta capacidad comienza mucho antes de que se instale en un vehículo y se prolonga durante muchos años después de que expira su vida útil en un automóvil. Continúe leyendo sobre el ciclo de vida de la batería de un vehículo eléctrico.
Materias primas mineras
Cada batería de vehículo eléctrico que se produce hoy en día requiere minerales que hay que extraer desde la Tierra. Uno de los materiales más prolíficos es el litio, ya sea extraído del suelo en el sentido tradicional o extrayéndolo de lagos salados. Los iones de litio transportan energía entre el ánodo y el cátodo en cada celda de la batería.
Junto con el litio, el níquel se extrae para su uso en el cátodo de las baterías de iones de litio. Se utiliza por su capacidad para almacenar capacidades de energía más altas, y sólo la clase más alta de níquel es suficiente para su uso de esta manera.
El cobalto también es un material que debe extraerse para la producción de baterías para vehículos eléctricos. Se utiliza para estabilizar el cátodo cuando pasa energía entre los dos electrodos. El cobalto suele tener prácticas mineras controvertidas y debe procesarse antes de poder utilizarse.
Además de estos materiales habituales, los fabricantes requieren otros elementos como manganeso, hierro, aluminio y grafito.
Fabricación de baterías
Después de la adquisición de materiales, las baterías están ensambladas. Cada paquete de baterías se compone de módulos de batería, todos conectados entre sí para un almacenamiento de energía de alta capacidad. Cada módulo de batería se ensambla a partir de celdas de batería individuales que son cilíndricas y se parecen mucho a una batería AA para uso doméstico diario. Las celdas son esencialmente un ánodo, un electrodo, un material separador y un electrolito, pero la precisión es primordial.
Los fabricantes ensamblan paquetes de baterías para adaptarse a cada una de sus plataformas. Los módulos están conectados y un sistema de monitorización vigila de cerca su estado y nivel de carga. Una vez ensamblados los paquetes de baterías, se instalan en los vehículos eléctricos.
Uso en coches eléctricos
Los paquetes de baterías ensamblados se ponen en uso lo antes posible. La batería está conectada a motores eléctricos que impulsan las ruedas y está integrada con un módulo de control. Cuando el conductor ordena potencia para acelerar o utilizar funciones en el automóvil, el módulo de control mide la energía almacenada hacia sus sistemas. Los rectificadores controlados por silicio, o SCR, realizan una función similar a la de un cable del acelerador, enviando niveles variables de electricidad a los motores de accionamiento para que la batería no se agote demasiado rápido y los motores no se esfuercen innecesariamente.
En términos generales, la batería de un vehículo eléctrico puede durar mucho más allá de su período de garantía de ocho años o 100,000 millas. Se dice que algunos duran entre 12 y 15 años cuando se usan en climas moderados, mientras que 12 años podría ser el máximo en climas extremos. ¿Qué dicta la La vida útil de la batería del vehículo eléctrico antes de una degradación notable es el número de ciclos de carga por los que pasa. La mayoría de las baterías de iones de litio mantendrán su capacidad de carga durante 1,500 a 2,000 ciclos de carga completos, es decir, funcionando hasta el 0 % y recargándose al 100 %.
Dado que un vehículo eléctrico cuenta con medidas de seguridad para evitar que la batería se descargue por completo y se cargue hasta un 100% de su capacidad real, debería poder esperar muchas veces esa cantidad de veces cargar su automóvil. Debido a que la tecnología de los vehículos eléctricos es todavía relativamente nueva, no se sabe exactamente cuánto tiempo se podría alargar la vida útil de la batería de un vehículo eléctrico si se le da el mantenimiento adecuado.
Cuando la batería se ha deteriorado hasta el punto en que la autonomía se ve comprometida en aproximadamente el 30% de su autonomía esperada, se reemplazan las baterías. Dado que el coste de la batería es extremadamente alto (actualmente supera los 100 dólares por kWh), puede resultar insostenible cambiar la batería y mantener el coche en la carretera. Ya sea que se cambie la batería o que el vehículo termine siendo desechado por completo, representa el final de su uso como batería de automóvil EV, pero ese no es el final de su ciclo de vida.
Uso de segunda vida
Después de usarse durante una década o más en un vehículo y finalmente ser retirados de servicio, los paquetes de baterías a menudo pueden encontrar lo que se conoce como un uso de segunda vida. En lugar de ser desmantelados por completo, su capacidad de almacenamiento sigue siendo lo suficientemente buena para su uso en otras aplicaciones.
Las baterías se pueden restaurar para garantizar que puedan funcionar de forma segura, aunque con una capacidad menor que la original, y ponerse en servicio para otros usos. En algunos casos, podrían ser posibles otros cinco a ocho años de uso dependiendo de la integración. Una opción es una batería de respaldo para cortes de energía en las comunidades con una colección de baterías de vehículos eléctricos reutilizadas. Un ejemplo es Lunen, Alemania, donde 1,000 paquetes de baterías del BMW i3 contienen 12 MW de energía como energía de respaldo.
Los usos más pequeños, como la recolección de energía solar para casas de campo, son aún más probables, y le dan un buen uso a las baterías con menos capacidad antes de desecharlas.
Eliminación y reciclaje
Finalmente, las baterías se reciclan y se recuperan sus materias primas. Empresas de todo el mundo se están metiendo en el negocio de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, evitando que componentes tóxicos e inflamables entren al medio ambiente. Además, materiales como el litio, el cobalto y el níquel se pueden recuperar y reutilizar para fabricar baterías nuevas.
Es un proceso que requiere mucho tiempo y que a menudo se maneja manualmente para obtener el mayor rendimiento, capturando alrededor del 80% de los elementos altamente deseables. Los paquetes de baterías se separan en módulos y luego en celdas individuales para que se puedan quitar los materiales. Otros procesos, como quemar las células o disolverlas en ácido, aceleran el proceso pero tienen tasas de recuperación más bajas.
Dónde mejorará el ciclo de vida
En los próximos años se verán mejoras importantes en casi todos los aspectos de las baterías de vehículos eléctricos. Los materiales que son menos costosos de producir pueden agilizar las adquisiciones, y la fabricación de baterías inevitablemente será mucho más rápida y menos costosa. Junto con más investigaciones y nuevas tecnologías que pronto llegarán al mercado, las baterías de los vehículos eléctricos pueden durar más que ahora, y el uso secundario y mejores técnicas de reciclaje podrían reforzar los vehículos electrificados como una opción de movilidad verdaderamente ecológica.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto dura de media la batería de un vehículo eléctrico?
La mayoría de los fabricantes de vehículos eléctricos garantizan sus baterías de tracción por 8 años o 100,000 millas. La longevidad en condiciones reales depende en gran medida de los hábitos de carga, el clima y los patrones de uso. Monitorear el estado de salud con herramientas como xHVS-3000 Ayuda a predecir cuándo la degradación se convierte en un problema de servicio.
¿Qué ocurre con la batería de un vehículo eléctrico una vez que se retira del mismo?
Las baterías con capacidad restante (normalmente superior al 70-80 % de estado de salud) son aptas para su reutilización en sistemas de almacenamiento de energía estacionarios. Las baterías con capacidad inferior a este umbral deben reciclarse mediante programas certificados. Nunca deseche las baterías de vehículos eléctricos con la basura común, ya que contienen materiales peligrosos.
¿Qué causa la degradación de las baterías de los vehículos eléctricos con el paso del tiempo?
Los principales factores que provocan el deterioro son la carga rápida frecuente con corriente continua (que somete a las celdas a un gran estrés), la exposición prolongada a temperaturas extremas (altas o bajas), las descargas profundas frecuentes y los periodos prolongados con la batería al 100 % de carga. Controlar estos factores prolonga la vida útil de la batería.
¿Cómo pueden los talleres de servicio realizar un seguimiento del estado de la batería durante su ciclo de vida?
Las pruebas regulares del estado de salud (SoH) en los intervalos de servicio crean un registro rastreable del estado de la batería a lo largo del tiempo. xLVS-9000 admite diagnósticos de batería auxiliar de 12 V, mientras que el xHVS-3000 Objetivos: evaluación de paquetes de tracción de alto voltaje.
¿En qué momento se debe reemplazar la batería de un vehículo eléctrico?
La mayoría de los fabricantes recomiendan reemplazar la batería cuando su capacidad cae por debajo del 70-80% de la original. Sin embargo, el factor determinante es la experiencia del cliente: ansiedad por la autonomía, incapacidad para realizar viajes habituales o una evaluación de estado de salud (SoH) deficiente. Las pruebas proporcionan datos objetivos en lugar de conjeturas.
¿Existen regulaciones sobre la eliminación de baterías de vehículos eléctricos?
Sí. Las baterías de vehículos eléctricos se clasifican como residuos peligrosos en la mayoría de las jurisdicciones. Consulte con su agencia ambiental local y siga las instrucciones. Guía del Departamento de Energía sobre programas de reciclaje de baterías. Los fabricantes de equipos originales (OEM) suelen tener programas de recogida de baterías de tracción al final de su vida útil.