El rendimiento del transporte eléctrico depende en gran medida de la calidad de sus baterías. Actualmente es el verdadero talón de Aquiles el que limita el desarrollo de la propulsión eléctrica, tanto en el transporte por carretera como en el marítimo y… ese aire por supuesto. Le presentamos un breve avance del desempeño de las baterías de Polímero de Litio actualmente en el mercado con algunos órdenes de magnitud para recordar, algunas de las cuales se comparan con combustibles derivados del petróleo (gasolina en nuestro caso).
En otras palabras: ¿cuáles son las características de una buena batería para el transporte?
a) Contar con una buena capacidad de energía de masas (kWh / kg)
Una buena relación kWh / kg es la capacidad de almacenar energía por unidad de masa ... los mejores Lipos actuales son de 0.2 kWh / kg, ¡todavía es bajo! En comparación, la gasolina proporciona 13 kWh / kg y con una corrección en los rendimientos respectivos en los ciclos de energía "desde el tanque o la batería hasta la rueda o la hélice", la gasolina todavía contiene más de 20 veces de energía. útil por kg ...
energía útil para 1 kg de Lipo: * 200 0.8 160 = Wh / kg (80% de rendimiento)
Energía útil para 1 kg de gasolina: 13 * 0.3 = 3900 Wh / kg (al 30% de eficiencia)
Relación: 3900/160 = 24 a favor de la gasolina.
Podemos recordar el orden de magnitud de 20.
b) Tener una buena capacidad volumétrica de energía (kWh / l)
El razonamiento es el mismo que con la capacidad específica. Actualmente las baterías Lipo están entre 350-380 Wh / L (datos del fabricante).
En esencia, corregir los retornos es 8 veces mayor. De hecho, 1 litro de gasolina contiene 9.7 kWh o 2.9 kWh útiles / L con una eficiencia del 30%.
Ratio: 2900 / 365 8 =
Podemos recordar el orden de magnitud de 10.
Sin embargo, la densidad de potencia de los motores eléctricos sin escobillas (kW / L), así como su potencia específica (kW / kg), son bastante más altas que las térmicas (excepto en casos extremos…). Esto compensa en parte (pero lejos de compensar completamente) estas bajas capacidades de almacenamiento de energía en comparación con los combustibles derivados del petróleo ...
c) Ser capaz de ofrecer una alta corriente de descarga (A) por lo tanto, una fuente interesante (W o kW)
Es la capacidad de la batería de proporcionar una fuerte corriente de descarga durante mucho tiempo sin dañarse y manteniendo una energía estable. Poder proporcionar una fuerte corriente de descarga es un gran avance de las baterías de litio en comparación con las baterías de generaciones anteriores (especialmente las baterías de plomo ... que, seamos sinceros, ¡tienen más de cien años!)
Una buena corriente LiPo 6S 22.2V 5000mAh tiene una capacidad de corriente de descarga de 20 a 30C, lo que significa una corriente de descarga máxima de 30 veces su capacidad o 30 * 5 = 150A. Obtenemos una potencia de 22.2 * 5 * 0.9 * 30 = 3000 W, reteniendo el 10% de la caída de tensión a plena carga, de ahí el factor 0.9.
Esta batería de 800g que es bastante interesante! Pero, por supuesto, esto no dura mucho tiempo después de 2min13s la batería está vacía.
La comparación con los combustibles derivados del petróleo es difícil, para aumentar la potencia como motor térmico, basta con aumentar el desplazamiento y el caudal de combustible y oxidante consumido. Por tanto, la comparación aquí tiene poco sentido ...
d) la corriente de carga fuerte (A)
Un Lipo carga entre 0.5C y 2C (por lo tanto entre 2h y 30 minutos, independientemente de la capacidad ... solo contará la limitación de potencia del cargador) y la carga debe ser total para optimizar la vida útil (los últimos% son importantes porque hecho con corriente débil: mira en tu smartphone, son ellos los que avanzan más lento)
La carga es, por tanto, en el mejor, 15 veces más lenta que la descarga.
Aquí también, la comparación con el aceite es irrelevante y tiene poco sentido: el tanque de un automóvil de 50L, es decir, alrededor de 500 kWh de energía "bruta", se llena en menos de 2 minutos, es decir, más de 250 kWh. por minuto o 900MJ / min (1 kWH = 3.6 MJ) ... o 15MJ / so ... 15 MW! Incluso corrigiendo los rendimientos, esto produce una enorme corriente de carga eléctrica equivalente ...
e) La buena vida: número de ciclos u horas de funcionamiento
Las baterías de litio generalmente se dan para 1000 ciclos ... en realidad, generalmente es menos y depende en gran medida del mantenimiento.
Nos falta un poco de información y retroalimentación de la experiencia real ... por ejemplo, todavía uso un teléfono inteligente que ha superado los 4 años y la capacidad de la batería sigue siendo bastante "buena" (yo diría que alrededor del 50% de la capacidad). inicial) ... por lo tanto, ha superado los 1000 ciclos (pero los ciclos no están necesariamente completos) y puede estar operativo.
Generalmente consideramos una batería HS cuando alcanza "solo" el 70% de su capacidad inicial ...
Aquí sería necesario compararlo con la vida útil de un motor térmico ... Hace 15 años me enseñaron que el motor de un automóvil está dimensionado para durar 5000 h ... es decir, 250 km a 000 km / h de promedio. Creo que ese número ha bajado desde ...
f) Los precios kWh almacenados
Tesla ha anunciado powerwall solar-fotovoltaica / tesla-powerwall-rentable-t13891.html por $ 3500 por 10 kWh… o $ 350 / kWh (todo incluido: con gestión, caja…).
Se puede estimar que el único coste de la batería es 250 $ / kWh.
Para el público en general, los mejores precios actuales para baterías pequeñas (alrededor de 200Wh de capacidad) son, en el mejor de los casos, 300 € / kWh.
Es el mismo precio.
Pero la calidad de una batería no es la otra ... las de Tesla deben estar en lo más alto dados sus comentarios.
Por otro lado, la gasolina se vende por menos de 2 € por 10 kWh… ¡pues no hay imagen como dicen!
Pero la gasolina solo se puede utilizar una vez, por supuesto, y no se puede recargar de forma 100% sostenible con energía solar, por ejemplo… (bueno si pero durante millones de años…)