Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-08-13 Origen:Sitio
Los vehículos eléctricos (EV) representan la vanguardia de la tecnología automotriz y cuentan con sofisticados paquetes de baterías de iones de litio que alimentan motores eléctricos de alto rendimiento. Estos sistemas de propulsión avanzados pueden ofrecer una aceleración similar a la de un superdeportivo y una autonomía de conducción impresionante. Sin embargo, existe una sorprendente paradoja dentro de estas maravillas modernas: la mayoría de los vehículos eléctricos todavía dependen de una batería tradicional de plomo-ácido de 12 voltios, similar a las que se encuentran en los vehículos convencionales que funcionan con gasolina.
Esta tecnología aparentemente obsoleta persiste junto con las baterías de iones de litio de última generación que pueden almacenar cientos de kilovatios-hora de energía. La presencia de esta antigua tecnología de baterías en vehículos diseñados para revolucionar el transporte plantea dudas sobre la necesidad y el papel de las baterías de plomo-ácido en la era de la electrificación.
Los vehículos eléctricos emplean un sistema de batería dual para satisfacer diferentes necesidades de energía de manera eficiente y segura. El paquete principal de baterías de iones de litio de alto voltaje, que normalmente funciona entre 375 y 800 voltios, es responsable de impulsar el vehículo. Esta gran batería almacena la energía necesaria para los motores eléctricos del coche, proporcionando la potencia necesaria para acelerar y mantener la velocidad en largas distancias.
Además de este sistema de alto voltaje, los vehículos eléctricos incorporan una batería de plomo-ácido separada de 12 voltios. Esta batería más pequeña alimenta los sistemas auxiliares del vehículo y actúa como puente entre los componentes de alto voltaje y la electrónica de bajo voltaje del automóvil. El sistema de batería dual permite que los vehículos eléctricos utilicen componentes eléctricos automotrices existentes mientras mantienen la seguridad y la eficiencia en la distribución de energía.
La batería de plomo-ácido de 12 voltios de un vehículo eléctrico desempeña un papel crucial en la alimentación de diversos sistemas auxiliares y accesorios. Estos incluyen:
Sistemas de infoentretenimiento
Control climático
Ventanas y seguros de puertas eléctricos
Iluminación interior y exterior
Limpiaparabrisas
Asientos y espejos eléctricos
Estos componentes, comunes tanto a los vehículos eléctricos como a los convencionales, están diseñados para funcionar con sistemas de 12 voltios. Al conservar este voltaje familiar, los fabricantes de vehículos eléctricos pueden utilizar componentes rentables existentes sin la necesidad de un rediseño exhaustivo.
La batería de 12 voltios desempeña un papel vital para garantizar la seguridad de los vehículos eléctricos. Alimenta sistemas de seguridad esenciales como:
Sistemas de despliegue de airbags
Sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS)
Luces de emergencia y advertencias de peligro.
Control electrónico de estabilidad
Además, el sistema de 12 voltios controla los contactores que conectan y desconectan el paquete de baterías de alto voltaje. Esta función es fundamental para aislar el sistema de alto voltaje en caso de colisión o cuando el vehículo no está en uso, lo que mejora significativamente la seguridad general.
Una de las funciones más importantes de la batería de plomo-ácido de 12 voltios es iniciar la secuencia de arranque del vehículo eléctrico. Cuando un conductor ingresa al automóvil y presiona el botón de arranque, la batería de 12 voltios enciende las computadoras y los sistemas de control del vehículo. Luego, estos sistemas activan los contactores que conectan el paquete de baterías de alto voltaje al resto de la transmisión.
La retención de baterías de plomo-ácido de 12 voltios en los vehículos eléctricos se debe en gran medida a consideraciones de costos y a la familiaridad de la industria. Diseñar y desarrollar un nuevo sistema de alto voltaje para alimentar todos los accesorios del vehículo aumentaría significativamente el costo ya sustancial de los vehículos eléctricos. La industria automotriz tiene décadas de experiencia con sistemas de 12 voltios, lo que los convierte en una tecnología confiable y bien entendida. Esta familiaridad se extiende a los procedimientos de mantenimiento y reparación, lo que permite un servicio más sencillo por parte de los técnicos automotrices existentes.
La seguridad es una preocupación primordial en el diseño de vehículos eléctricos y el sistema de 12 voltios desempeña un papel crucial en este aspecto. Es intrínsecamente más seguro trabajar con un voltaje más bajo en comparación con los sistemas de alto voltaje utilizados para la propulsión. En caso de colisión o durante el mantenimiento de rutina, el riesgo asociado con la exposición a un sistema de 12 voltios es significativamente menor que el de un sistema de alto voltaje. Además, la batería de 12 voltios alimenta componentes de seguridad críticos, incluido el contactor que desconecta la batería de alto voltaje en emergencias, lo que mejora la seguridad general del vehículo.
El uso de sistemas de 12 voltios permite a los fabricantes de vehículos eléctricos utilizar una amplia gama de componentes automotrices existentes. La mayoría de los accesorios de los vehículos, desde sistemas de información y entretenimiento hasta ventanas eléctricas, están diseñados para funcionar con energía de 12 voltios. Al mantener este estándar, los vehículos eléctricos pueden incorporar componentes probados y fácilmente disponibles sin la necesidad de un rediseño extenso o el desarrollo de nuevas alternativas de alto voltaje. Esta compatibilidad agiliza la producción, reduce los costos y garantiza una cadena de suministro confiable de piezas.
Las baterías AGM son una opción popular para muchos fabricantes de vehículos eléctricos. Estas baterías ofrecen varias ventajas:
Funcionamiento sin mantenimiento
Excelente desempeño en vehículos con sistemas electrónicos avanzados
Capacidad de recarga rápida
Mayor vida útil en comparación con las baterías tradicionales de plomo-ácido inundadas.
Mejor resistencia a las vibraciones y al estrés físico.
Las baterías AGM se adaptan bien a las demandas de los vehículos eléctricos modernos, ya que proporcionan energía confiable para los sistemas auxiliares y al mismo tiempo resisten las condiciones únicas de funcionamiento de los vehículos eléctricos.
Las baterías EFB representan una evolución de las baterías tradicionales de plomo-ácido inundadas y ofrecen un rendimiento mejorado para los vehículos eléctricos:
Diseño interno mejorado, que a menudo incluye aditivos de carbono en el proceso de fabricación de placas.
Estabilidad cíclica mejorada y aceptación de carga.
Mejor rendimiento cuando se opera con un estado de carga bajo
Un término medio entre las baterías líquidas convencionales y las baterías AGM en términos de coste y rendimiento
Las baterías EFB ofrecen un equilibrio entre rendimiento mejorado y rentabilidad, lo que las convierte en una opción atractiva para algunos fabricantes de vehículos eléctricos.
Aunque son menos comunes en los vehículos eléctricos, algunos fabricantes optan por baterías de ciclo profundo:
Diseñado con placas internas más gruesas para mejorar la absorción de energía.
Mayor resistencia al desgaste provocado por descargas profundas
Más adecuado para aplicaciones que requieren ciclos de descarga profundos y frecuentes
Vida útil potencialmente más larga en determinadas aplicaciones de vehículos eléctricos
Las baterías de ciclo profundo pueden ser ventajosas en vehículos eléctricos que utilizan con frecuencia su sistema de 12 voltios durante períodos prolongados o en diseños que imponen mayores exigencias al sistema de energía auxiliar.
A medida que avanza la tecnología de los vehículos eléctricos, algunos fabricantes están comenzando a explorar las baterías de iones de litio como reemplazo de las baterías tradicionales de plomo-ácido de 12 V:
Reducción de peso significativa en comparación con las baterías de plomo-ácido
Mayor densidad de energía, lo que permite una mayor capacidad en el mismo tamaño físico
Vida útil más larga, que puede durar varios años más que sus homólogos de plomo-ácido.
Rendimiento mejorado en temperaturas extremas
Mejor alineación con la tecnología general basada en litio de los vehículos eléctricos
A diferencia de los vehículos tradicionales con motores de combustión interna que utilizan alternadores para cargar la batería de 12 V, los vehículos eléctricos emplean diferentes métodos:
Convertidor CC-CC: el paquete de baterías principal de alto voltaje alimenta un convertidor que reduce el voltaje para cargar la batería de 12 V.
Carga regenerativa: algunos vehículos eléctricos utilizan la energía recuperada durante el frenado para ayudar a mantener la carga de la batería de 12 V.
Carga auxiliar: cuando el vehículo eléctrico está enchufado para cargar su batería principal, la batería de 12 V suele cargarse simultáneamente.
Carga lenta solar: algunos vehículos eléctricos incorporan pequeños paneles solares para proporcionar una carga lenta a la batería de 12 V.
Estos métodos garantizan que la batería de 12 V permanezca cargada sin necesidad de un sistema de alternador tradicional.
Una batería de 12 V agotada en un vehículo eléctrico puede tener consecuencias importantes:
Incapacidad para arrancar el vehículo: Incluso con una batería principal completamente cargada, una batería agotada de 12 V impide que el automóvil arranque ya que alimenta los sistemas que inician el sistema de alto voltaje.
Pérdida de funciones básicas: los seguros eléctricos, las ventanas y otros accesorios no funcionarán.
Fallas del sistema de seguridad: Las características de seguridad críticas pueden verse comprometidas.
Incapacidad de carga: en algunos vehículos eléctricos, una batería de 12 V agotada puede impedir que se cargue la batería principal.
Afortunadamente, al igual que los automóviles tradicionales, los vehículos eléctricos con baterías de 12 V agotadas a menudo se pueden arrancar mediante procedimientos estándar.
Para maximizar la vida útil y el rendimiento de la batería de 12 V en un vehículo eléctrico:
Inspecciones periódicas: compruebe si hay corrosión en los terminales y asegúrese de que las conexiones sean seguras.
Evite descargas profundas: Los períodos prolongados de inactividad pueden agotar la batería. Considere usar un cargador lento para almacenamiento a largo plazo.
Mantenga la batería limpia: la suciedad y la mugre pueden crear vías para pequeños drenajes de corriente.
Supervise el estado de la batería: muchos vehículos eléctricos tienen sistemas integrados para alertar a los conductores sobre posibles problemas con la batería de 12 V.
Carga adecuada: asegúrese de conducir o cargar el vehículo eléctrico con regularidad para mantener la carga de la batería de 12 V.
Consideraciones de temperatura: las temperaturas extremas pueden afectar el rendimiento de la batería. Cuando sea posible, estacione en áreas con temperatura controlada.
A medida que evoluciona la tecnología de los vehículos eléctricos, se están explorando varias alternativas a las baterías tradicionales de plomo-ácido de 12 V:
Baterías de iones de litio de 12 V: algunos fabricantes ya las están adoptando, ya que ofrecen un peso más ligero, una vida útil más larga y un mejor rendimiento.
Sistemas de energía integrados: algunos fabricantes de automóviles están explorando formas de eliminar la batería separada de 12 V integrando sus funciones en el sistema principal de batería de alto voltaje.
Supercondensadores: podrían potencialmente reemplazar o complementar las baterías de 12 V en algunas aplicaciones, ofreciendo capacidades de carga y descarga rápidas.
Baterías de estado sólido: a medida que esta tecnología se desarrolla para las baterías principales de vehículos eléctricos, también podría adaptarse a sistemas de 12 V, ofreciendo mayor seguridad y densidad de energía.
La industria automotriz trabaja continuamente para mejorar los sistemas eléctricos de los vehículos eléctricos:
Sistemas de voltaje más alto: algunos fabricantes están cambiando a sistemas de voltaje de 800 V o incluso más altos, lo que podría generar cambios en las necesidades de energía auxiliar.
Gestión inteligente de la energía: se están desarrollando sistemas avanzados para gestionar de manera más eficiente la distribución de energía entre sistemas de alto y bajo voltaje.
Sistemas de energía inalámbricos: se están realizando investigaciones sobre la transferencia de energía inalámbrica para sistemas de vehículos, lo que podría revolucionar la forma en que se alimentan los componentes auxiliares.
Esfuerzos de estandarización: a medida que crece el mercado de vehículos eléctricos, hay cada vez más esfuerzos para estandarizar los sistemas eléctricos entre los fabricantes, lo que podría conducir a nuevos enfoques para la energía auxiliar.
Tecnologías de recolección de energía: los futuros vehículos eléctricos podrían incorporar sistemas de recuperación de energía más avanzados para alimentar componentes auxiliares, reduciendo la carga de la batería principal.
A pesar del rápido avance de la tecnología de los vehículos eléctricos, las baterías de plomo-ácido de 12 V siguen desempeñando un papel crucial en los vehículos eléctricos modernos. Su persistencia en estos vehículos de vanguardia no se debe a la falta de innovación, sino más bien al resultado de cuidadosas consideraciones de ingeniería y necesidades prácticas. Estas baterías cumplen varias funciones críticas:
Alimentación de sistemas auxiliares esenciales y funciones de seguridad
Proporcionar una fuente de energía confiable y familiar para componentes automotrices tradicionales.
Actuar como puente entre los sistemas de alto y bajo voltaje
Garantizar la funcionalidad y seguridad del vehículo en diversas condiciones de funcionamiento.
El uso continuo de baterías de plomo-ácido en los vehículos eléctricos demuestra que incluso en medio de cambios revolucionarios, algunas tecnologías tradicionales siguen siendo valiosas y difíciles de reemplazar por completo.
La presencia de baterías de plomo-ácido de 12 V en vehículos eléctricos ejemplifica el delicado equilibrio que los fabricantes de automóviles deben lograr entre adoptar nuevas tecnologías y aprovechar soluciones probadas. Este equilibrio es crucial por varias razones:
Rentabilidad: la utilización de componentes de 12 V existentes ayuda a mantener manejables los costos de producción de vehículos eléctricos, lo que hace que los vehículos eléctricos sean más accesibles a un mercado más amplio.
Fiabilidad: La amplia experiencia de la industria automotriz con sistemas de 12 V garantiza un alto nivel de confiabilidad para las funciones críticas del vehículo.
Seguridad: El voltaje más bajo de las baterías de plomo-ácido proporciona una capa adicional de seguridad en el diseño y mantenimiento de vehículos.
Practicidad: La compatibilidad con la infraestructura automotriz existente simplifica el mantenimiento y las reparaciones.
Transición gradual: la retención de algunos elementos familiares facilita la transición de los consumidores y de la industria en su conjunto hacia una movilidad totalmente eléctrica.
Si bien el futuro del diseño de vehículos eléctricos puede eventualmente eliminar gradualmente las baterías de plomo-ácido en favor de soluciones más avanzadas, su uso actual resalta la importancia de la ingeniería pragmática. A medida que la industria automotriz continúa su revolución eléctrica, debe evaluar constantemente qué elementos tradicionales conservar y cuáles reemplazar, siempre con la vista puesta en mejorar el rendimiento, la seguridad y la experiencia del usuario.
La presencia continua de baterías de plomo-ácido en los vehículos eléctricos sirve como recordatorio de que la innovación no siempre significa un reemplazo completo de las tecnologías más antiguas. En cambio, el verdadero progreso a menudo implica encontrar la combinación óptima de soluciones probadas y avances de vanguardia. A medida que los vehículos eléctricos sigan evolucionando, este principio probablemente guiará el desarrollo de soluciones de transporte eléctrico cada vez más eficientes, seguras y fáciles de usar.
