Los 3 problemas más comunes de las baterías de los vehículos eléctricos
La batería de alto voltaje es uno de los componentes más importantes y caros de un coche eléctrico. Su estado determina sus características más importantes, y la capacidad de conducción en general. Los fabricantes se esfuerzan mucho por proteger la HVB de factores externos e internos, pero los propietarios de coches siguen teniendo problemas, y servicios como la reparación y restauración de baterías son cada vez más populares a medida que crece el parque de coches eléctricos e híbridos.
ESTRUCTURA DE LA BATERÍA DE LOS VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
Las baterías de los vehículos eléctricos consisten en pequeñas pilas con una tensión de 1,2 o 3,7 V, según el tipo. Como la salida requiere una potencia de varias decenas de kW y una tensión de hasta 800 V, se necesitan muchas fuentes de alimentación. Por eso se montan en módulos (celdas) (normalmente de 4 a 12). Tanto el sistema estándar de gestión de baterías (BMS) como los equipos de reacondicionamiento de baterías funcionan con módulos en baterías de níquel y con baterías individuales en baterías de litio.
Hay diferentes tipos de baterías que se utilizan en los coches, las dos más comunes son:
- Hidruro metálico de níquel (Ni-MH).
- Ión-litio (Li-ion).
El primer tipo puede considerarse obsoleto, ya que se utilizaba principalmente en los híbridos. Pero hoy en día, el litio ya se utiliza en los híbridos (por ejemplo, en la batería del híbrido Toyota Prius Prime). Cada tipo tiene sus pros y sus contras. Las baterías de níquel e hidruro metálico son menos eficientes, casi imposibles de usar con menos del 20% de carga y difíciles de cargar por encima del 80%. Son más propensas a la autodescarga. Pero las de Ni-MH son relativamente seguras: sólo pueden explotar sin incendiarse.
En cuanto a parámetros, el Li-ion supera con creces al Ni-MH. Funcionan durante más tiempo, la autodescarga está prácticamente ausente, así como el efecto memoria (es decir, se puede cargar desde cualquier momento). Las baterías de litio tienen una alta densidad energética. La principal desventaja significativa es el excepcional peligro de incendio del litio. Si se inflama, es muy difícil de extinguir. Sin embargo, el litio ha aprendido a controlarse con la ayuda del BMS (Battery Management System) - sistema de control de la batería, con el que están equipados todos los coches eléctricos con este tipo de baterías.
Aunque los parámetros de los dos tipos de baterías son diferentes, los problemas básicos son similares.
PRINCIPALES PROBLEMAS DE LAS PILAS RECARGABLES
La degradación de cualquier batería es un proceso inevitable debido a las leyes de la física. Incluso si un vehículo eléctrico funciona correctamente, pierde una media del 2% de su capacidad al año. Dado que una batería se considera inutilizable cuando pierde alrededor del 30% de su capacidad, esto garantiza unos 10-15 años de funcionamiento. Sin embargo, hay factores que pueden acelerar considerablemente la degradación.
Sobrecalentamiento
El peligro de sobrecalentar una batería de alto voltaje no es sólo la posibilidad de incendio o explosión, que es bastante rara. Una temperatura excesiva también supone un estrés para las baterías, lo que provoca una pérdida prematura de capacidad. Además del sobrecalentamiento general, también se produce un sobrecalentamiento localizado, cuando las celdas más cargadas de una batería desequilibrada están más estresadas y el voltaje de la batería de un coche híbrido o eléctrico desciende.
El equilibrado es necesario, pero el BMS del coche sólo es capaz de equilibrar baterías en muy buen estado, con una pequeña diferencia entre módulos. Y si en las baterías de Ni-MH se permite una diferencia de 1,5 V, en las de litio el máximo es de 50 mV. A menudo, el BMS no consigue equilibrar la batería a tiempo.
Las baterías de níquel se sobrecalientan más fácilmente, para un funcionamiento equilibrado basta con cargarlas al 100%. Pero la electrónica estándar se desconecta al 80 por razones de seguridad. Es necesario aplicar una tecnología especial: la recarga por goteo. Esto ya es una especie de recuperación híbrida de la batería, sólo es posible con un equipo especial.
Daños físicos
Las baterías de los vehículos eléctricos suelen estar situadas debajo del vehículo. Esto mejora la distribución del peso y la maniobrabilidad, pero aumenta el riesgo de daños. Los casos en que las BBB pueden verse afectadas son variados:
- ACCIDENTES DE TRÁFICO;
- golpes contra un obstáculo;
- daños por horquillas de carretillas elevadoras durante el transporte marítimo (relevante para vehículos procedentes de EE.UU.).
Es peligroso utilizar el vehículo si la batería está dañada. Para comprobar la batería debe utilizarse un comprobador de baterías de litio o Ni-MH.
En los vehículos híbridos, las baterías suelen estar situadas debajo del asiento trasero y las tomas de aire están instaladas en el habitáculo. La humedad (por ejemplo, condensado o nieve derretida) puede entrar en la batería a través de ellas, lo que provoca la corrosión de los contactos y el desequilibrio de la BBB. En general, la entrada de humedad en el interior de la BBB es un problema muy grave. En este caso tampoco se puede prescindir de un comprobador de LiIon.
Problemas con la química de la batería
Los coches eléctricos tienen diferentes calidades, y también sus baterías. Si, por ejemplo, las baterías Tesla rara vez fallan, las VBB chinas suelen dejar mucho que desear. Esto se manifiesta en el hecho de que después de cierto tiempo -alrededor de medio año — algunos módulos empiezan a aceptar peor la carga, lo que también conduce al desequilibrio y al fallo de la batería. Para determinar cuáles son y equilibrarlos a tiempo, se necesita de nuevo un comprobador de capacidad de baterías Li-Ion.
CÓMO SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS DE LA BATERÍA
Las baterías de alto voltaje no se averían todas a la vez. Por regla general, primero desarrollan fallos en módulos individuales que la electrónica del vehículo eléctrico no puede resolver por sí sola. Si no se solucionan, los problemas localizados se convierten en graves. El propietario tiene que buscar la forma de restaurar la batería híbrida o sustituir las celdas del VBB del coche eléctrico.
Para controlar el estado de la batería, el diagnóstico y la reparación en todas las etapas, a saber:
- determinación de la capacidad;
- preparación de la BBB para su instalación en el vehículo;
- preparación para el almacenamiento
hemos fabricado un comprobador de diagnóstico MS800. Este es un dispositivo único que permite resolver muchos problemas con las baterías de Ni-MH y Li-ion, evitando su mal funcionamiento y fallo prematuro.
