Coches eléctricos y sus nuevas tecnologías

Me preguntaron desde México, por que los Vehículos Eléctricos no desarrollaron más su tecnología en los últimos 70 años y creo que muchos interesados en este tema se lo preguntan también. La respuesta es que si, hay cambios, y los mas importantes están en las baterías y en otro tipo de acumulador, los capacitores. No vamos ha hablar de prototipos ni de desarrollos futuros, nos vamos a centrar en lo que se esta trabajando actualmente en Organización Autolibre.

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Las baterías de litio fosfato de hierro (Li Fe PO4) es el mas importante desarrollo en acumulación de energía para vehículos eléctricos. Este tipo de batería no presenta problemas en términos de seguridad. Por ejemplo, no se quema o explota cuando es perforada o aplastada, tiene una buena corriente carga / descarga (se pueden cargar mas rápido) y un alto ciclo de vida de hasta 2.000 ciclos sobre la base de 80% profundidad de descarga (DOD) por ciclo (carga y descarga).

El precio, es en este momento su característica negativa, pero si lo vemos desde el punto de vista de expectativa de vida se convierte en una inversión justificada, pues a la larga pueden durar mas del doble de tiempo que un banco de baterías de plomo acido (Pb-A).También tienen el beneficio de pesar una cuarta parte del peso en la misma capacidad de Pb-A.

Esto significa, mejor aceleración y velocidad en plano y en pendientes. Hay algunos detalles como la necesidad de controlar durante la carga a cada célula en forma individual, para protegerlas de sobrecargas y garantizar así su mayor tiempo de servicio. Otra ventaja es que se puede aprovechar mejor la energía producida por sistemas de freno regenerativo, al aceptar sin problemas altas corrientes de carga por cortos periodos de tiempo.Es de esperar que su costo baje, en el próximo año al producirse la fabricación en masa y la multiplicidad de fabricantes.

Hay actualmente otro tipo de acumulador de energía con nuevas ventajas, los capacitores y los supercapacitores. En las baterías se almacena la carga eléctrica usando un proceso químico, esto limita su velocidad de carga y que sólo se pueden recargar un número limitado de veces.

Un condensador almacena la carga de manera “viva”, sin mediación de sistema químico alguno, haciendo emigran electrones de un conductor a otro que están separados por un aislante. Esto es, la energía se almacena en forma de electricidad estática.

Un condensador puede suministrar alta potencia, al ser capaz de proporcionar energía de manera instantánea, por eso se usan en los flashes fotográficos (y por eso no es una buena idea abrir uno y quedar expuestos a una descarga instantánea). Además, un condensador o capacitor se puede cargar y descargar un número ilimitado de veces. Como desventaja al tener una capacidad limitada no puede almacenar mucha carga en él, y ésta se pierde con el tiempo. Esto se soluciona utilizando varios capacitores en serie con el resultado de una reserva mayor de energía. Un capacitor almacena carga eléctrica de manera electrostática.

El más sencillo que se nos puede ocurrir consiste en dos placas metálicas separadas por un dieléctrico (aislante eléctrico). Para almacenar carga podemos llevar electrones de una placa a la otra de tal modo que haya un exceso de carga positiva (ausencia de electrones) en una placa y un exceso de carga negativa en la otra (exceso de electrones). Si entonces cortocircuitamos las dos placas con un cable los electrones pasan de un lado al otro(generándose una corriente) hasta llegar a una situación de equilibrio en la que ambas placas tienen carga neutra. Pero para conseguir mucha carga se necesita mucha superficie. Por eso el condensador de su flash tiene dos láminas metálicas flexibles separadas por un dieléctrico y enrolladas formando un cilindro compacto.

Pero esta manera de conseguir mucha superficie no es la única, o más bien no es suficiente. Se puede imaginar una estructura plegada sobre sí misma a la manera de las circunvalaciones cerebrales. Cuanto más pequeña sea la estructura más área tendremos para un volumen dado, de tal modo que con pliegues a escala nanométrica el área puede llegar a ser inmensa, y se almacena 10 veces más carga que los dispositivos comerciales sin sacrificar la alta potencia.

Hoy día se esta trabajando en el desarrollo de estas nanoestructuras, pero deberemos esperar algún tiempo para que estén totalmente desarrolladas. Mientras tanto se pueden conformar bancos de capacitores múltiples para vehículos eléctricos que funcionan conjuntamente con baterías de plomo acido, y les permiten una mayor duración de hasta 7 años.

Artículo de Gabriel Gonzalez de Organización Autolibre

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