Un nuevo conjunto de baterías de larga duración y alta energía para la industria de la automoción
La tecnología de las baterías de iones de litio tiene una gran presencia en el mercado mundial y seguirá así en los próximos años. Las baterías recargables de iones de litio se utilizan habitualmente en vehículos eléctricos y dispositivos electrónicos portátiles. El reto consiste en maximizar la densidad energética, reducir los costes y prolongar la vida útil de los conjuntos de baterías de iones de litio. Una manera de mejorar la densidad energética es disminuir el peso de los conjuntos de baterías, a la vez que se mantiene su integridad estructural, así como una fabricación y un montaje sencillos. El proyecto iModBatt, financiado con fondos europeos, diseñó y fabricó un conjunto de baterías modulares y de alta densidad energética, lo suficientemente flexible como para resultar útil en el sector de la automoción y en pequeñas aplicaciones fijas con un impacto ambiental mínimo. «Este conjunto es ideal para el montaje automatizado industrial con un diseño de desmontaje sencillo, lo que permite pasar de aplicaciones primarias a secundarias y facilitar la reciclabilidad del conjunto de baterías o la sustitución de piezas, si fuese necesario», explica Iosu Cendoya, coordinador del proyecto iModBatt.
Un conjunto de baterías de alta energía más ligero
Este aumento de la densidad energética de un conjunto de baterías se puede lograr mediante la reducción de su peso al recopilar estrategias térmicas y eléctricas y optimizar su diseño global. El peso del conjunto de baterías iModBatt equivale al conjunto de la serie Renault Zoe (REN Zoe) (290 kg frente a los 291,21 kg de iModBatt). Se trata de un hito importante, dado que el conjunto de baterías de la serie REN Zoe ya es un producto optimizado, resultado de un proceso de producción masiva, y que el conjunto de iModBatt sigue siendo un prototipo preliminar con margen de mejora cuando se fabrique en serie. Como consecuencia del análisis de las partes del conjunto de baterías de iModBatt que contribuyen al peso total, el equipo concluyó que es posible reducir 36 kg del total de 291,21 kg. «El diseño de iModBatt, una vez adaptado correctamente a un producto final fabricado en serie, puede ofrecer un dispositivo de 255,21 kg, lo que supondría una reducción del peso del 12 % en comparación con la serie de vehículos REN Zoe», añade Cendoya. Además, la energía nominal a bordo de los conjuntos de baterías de la serie REN Zoe es de 44,6 kWh frente a los 44,95 kWh en el conjunto de baterías de iModBatt. Este último logró reducir el peso y la energía con una mejora del 14,52 % de la densidad energética en comparación con el conjunto de baterías de referencia (176,13 Wh/kg frente a 153,8 Wh/kg). También se llevó a cabo un análisis del ciclo de vida preciso para tener en cuenta parámetros de diseño ecológico. Se cuantificó la extensión de la vida de un producto fabricado según el concepto de iModBatt y se demostraron sus beneficios desde el punto de vista del impacto ambiental.
Costes inferiores y gran reducción del tiempo de montaje
iModBatt ofrece unos costes de fabricación reducidos al introducir un módulo de fabricación inteligente para el conjunto de baterías que ha sido concebido, construido y validado durante el proyecto. Este concepto modular facilita la actividad automatizada y le aporta la flexibilidad necesaria para añadir o modificar cualquier herramienta a fin de personalizarla. Además, dado que cabe esperar que la vida de este conjunto de baterías se extienda (mediante la reutilización y la concesión de una segunda vida), su coste total debería disminuir. «El coste del tiempo de fabricación y validación también se redujo considerablemente en la línea de montaje modular automatizada y se optimizó el tiempo de montaje del conjunto de baterías, que pasó de 13,78 horas a 2,86 horas (una reducción de casi el 80 %)», concluye Cendoya.
Palabras clave
iModBatt, densidad energética, conjunto de baterías, iones de litio, vehículos eléctricos, industria de la automoción
