Una batería de alta capacidad montada en un coche eléctrico que permita la recarga ultrarrápida no es la solución para todos los usos ni para todas las necesidades. Muchos conductores no necesitarán algo así en la mayoría de sus desplazamientos. En los viajes por carretera, permitirá viajar más lejos, pero también exigirá mayores tiempos de espera para la recarga, incluso en cargadores rápidos, que además degradan su capacidad. El coste y el peso del paquete de baterías se suman a esa sensación de desperdicio. ¿Por qué gastar mucho dinero en comprar una batería pesada que tardará más tiempo en cargarse? Las baterías modulares e intercambiables abordan estos dos problemas a la vez.

Actualmente, la única empresa que trabaja en este concepto es Ample, una startup que se concibió precisamente pensando en estas cuestiones. La tecnología de las celdas de batería actuales permite almacenar mucha energía. Cualquier vehículo eléctrico diseñado para ofrecer grandes autonomías debe incluir un paquete de baterías muy grande y además invertir en aerodinámica y ligereza para aprovecharla al máximo lo que tiene.

Algunos números preliminares

Según la EPA, 1 galón (3,79 litros) de gasolina contiene 33,7 kWh de energía. El antiguo paquete de baterías de 85 kWh del Model S pesaba 545 kilogramos. En ella se almacenaba la energía que contienen 2,5 galones (9,6 l) de gasolina. Dado que un litro de gasolina pesa 0,77 kg, en tan solo 7,4 kg (el 1,4 % de esos 545 kg), se almacena la misma energía que en una batería de 85 kWh (es decir, en el 1,4 % de ese peso).

Los vehículos eléctricos tienen en su debe un peso superior a los de combustión debido a que el paquete de baterías tiene una densidad de energía muy inferior a la de un tanque de gasolina. Este hándicap hay que compensarlo con la eficiencia. Por otro lado, el coste de un paquete de baterías de gran tamaño es un problema mucho mayor que repercute directamente en el precio de venta.

La solución a los problemas

Existen algunos casos de propietarios de vehículos eléctricos con baterías averiadas que no pueden asumir el coste de sustituirlas, puesto que eso supondría pagar prácticamente la mitad del precio de un vehículo nuevo. Casos como este, probablemente, son los que animaron a Markus Duesmann, CEO de Audi a afirmar en 2021 que los vehículos eléctricos eventualmente tendrían paquetes de baterías más pequeños con menos autonomía. El CEO creía que la carga rápida y una infraestructura de carga más densa resolverían estos dos problemas a la vez. Acertó y se equivocó al mismo tiempo.

La carga rápida no es siempre la solución más adecuada. Abusar de ella contribuye a la degradación de la batería y reduce su vida útil. QuantumScape sometió una celda 2170 a las mismas tasas C de carga que aplica para probar sus celdas de estado sólido. El resultado fue que la celda se degradó rápidamente. Su capacidad energética cayó por debajo del 80 % de la después de tan solo una docena de ciclos. Además, las tasas de carga muy altas, conllevan un riesgo de provocar un fallo catastrófico provocando una explosión o un incendio.

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Baterías modulares e intercambiables: la solución a los inconvenientes de los coches eléctricos

Escrito por Gonzalo García