Los objetivos del centro de pruebas de baterías de Audi en Alemania
"Nuestra misión consiste en garantizar el perfecto funcionamiento de las celdas de iones de litio para lograr la mejor autonomía y rendimiento de carga posibles”, explicó Bernhard Rieger, experto en celdas de batería.
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Los modelos eléctricos deben ser adecuados para el uso diario. Las decisiones de compra se ven afectadas significativamente, sobre todo, por la autonomía, pero también por el rendimiento de carga de las baterías de alto voltaje.
Por esta razón, Audi diseña, desarrolla y comprueba las celdas y los componentes de sus propias baterías en su centro de pruebas para baterías de alto voltaje en Gaimersheim (Alemania).
Negro, rojo, dorado: estos son los colores que indican el estado de carga de una celda de batería. Durante la recarga, los iones de litio se depositan en el ánodo de grafito, y éste cambia de color dependiendo del estado de carga. Cuando está descargado, el grafito es negro; cuando la carga está a mitad de carga, se vuelve rojo; y cuando está completamente cargado, parece dorado.
“Esto nos permite ver y evaluar el estado de carga”, explicó Bernhard Rieger, experto en celdas de batería en el centro de pruebas de baterías de Audi en Gaimersheim. Cuando los electrodos se cargan, no lo hacen de manera uniforme. Un electrodo se cargará más rápidamente donde haya un mayor número de iones de litio, lo cual da lugar a una degradación del estado de carga. Lo ideal sería que el color fuera siempre el mismo; pero para ello se necesitaría un electrodo extremadamente fino que, por tanto, tendría una capacidad muy pequeña.
“Cuando se trata de celdas de iones de litio de carga rápida, el secreto reside en el control preciso de la corriente para evitar la sobrecarga del ánodo en las zonas doradas, que provocaría un envejecimiento prematuro”, añadió Rieger, quien hizo hincapié en que “nuestra misión consiste en garantizar el perfecto funcionamiento de las celdas de iones de litio para lograr la mejor autonomía y rendimiento de carga posibles”.
Para los clientes de Audi, este trabajo garantiza que la batería de su vehículo eléctrico tendrá una autonomía y un rendimiento de carga excelentes. “Una vez satisfecha la necesidad básica de la autonomía, la capacidad de carga adquiere mayor importancia”, añadió Rieger.
Buscando el equilibrio
Los técnicos de Gaimersheim se enfrentan a objetivos contradictorios.
“Disponemos de un espacio limitado, en el que tenemos que almacenar la mayor cantidad de energía”, comentó Rieger.
“Pero también queremos poder recargar lo más rápidamente posible”, agregó.
El conflicto radica en que, cuanto mayor es la densidad energética, más tiempo se tarda en cargar la celda. Esto significa que los técnicos se enfrentan a un trabajo de equilibrio que les obliga a, al menos, mantener los tiempos de carga mientras van aumentando la densidad de energía. Para cargar mucha energía rápidamente, la capacidad de carga es el primer punto en la agenda de desarrollo del proyecto.
En este ámbito, dos modelos de Audi marcan hoy la pauta: las celdas de la batería de alto voltaje de 93 kWh utilizada en el Audi e-tron GT quattro pueden cargar del 5 al 80% con hasta 270 kW de potencia en sólo 22,5 minutos, en condiciones ideales.
El Audi e-tron, que se lanzó al mercado en 2019, sigue considerándose la referencia hoy en día gracias a su exclusiva curva de carga de tipo meseta, en la que la potencia de recarga de hasta 150 kW está disponible durante una gran parte del proceso.