En los últimos años, el mercado de vehículos eléctricos (EVs) ha experimentado un crecimiento exponencial impulsado por el aumento de la conciencia sobre los beneficios ambientales y económicos que ofrecen en comparación con los vehículos de combustión interna. A medida que las personas optan por vehículos más limpios y eficientes en energía, surge la necesidad de desarrollar tecnologías de almacenamiento de energía que impulsen aún más la adopción de los vehículos eléctricos.

En este contexto, las baterías modulares e intercambiables han surgido como una solución innovadora y prometedora para abordar los desafíos asociados con la autonomía y la infraestructura de carga de los vehículos eléctricos. Estas baterías ofrecen varias ventajas clave que podrían transformar la forma en que concebimos y utilizamos los vehículos eléctricos en el futuro. Pero ¿cuáles son sus ventajas en comparación con las baterías de capacidad fija?

Baterías de capacidad fija integradas en la estructura del chasis

Las baterías de capacidad fija, también conocidas como baterías integradas, son las más comunes en los vehículos eléctricos actuales. Estas baterías están diseñadas para encajar dentro de la estructura del chasis del vehículo y tienen una capacidad predefinida, generalmente la máxima posible que las dimensiones del chasis pueden alojar. Aunque estas baterías son confiables, presentan algunas desventajas.

Una de las desventajas más evidentes de las baterías de capacidad fija es que el vehículo siempre lleva el peso máximo posible de las baterías, independientemente del recorrido que vaya a realizar, lo cual no es muy eficiente considerando que el peso de la batería suele ser uno de los componentes más pesados del vehículo. En cuanto a la carga, las celdas individuales que componen estos grandes paquetes de baterías integradas se cargan todas simultáneamente, por lo que cuando extraen energía de la misma fuente eléctrica, los tiempos de carga siempre serán más largos en comparación con la carga de una batería con el mismo voltaje pero menor capacidad. Por último, en un mundo donde la tecnología de las baterías evoluciona casi a diario, una batería fija sin duda se volverá tecnológicamente obsoleta en poco tiempo, lo que dificulta o imposibilita su actualización. Estos problemas hacen que la tecnología de batería modular, más pequeña e intercambiable, sea una opción interesante a considerar.

Baterías modulares e intercambiables para una mayor flexibilidad

Las baterías modulares e intercambiables son una alternativa innovadora a las baterías de capacidad fija. En lugar de tener una batería integrada en el chasis del vehículo, estos vehículos están equipados con baterías que se pueden quitar y reemplazar fácilmente en estaciones de intercambio de baterías. Esta tecnología ofrece varias ventajas clave.

Flexibilidad de autonomía

Una de las principales ventajas de las baterías modulares e intercambiables es la capacidad de elegir cuánto peso utilizar en función del viaje planeado. Los conductores tendrán la opción, por ejemplo, de llevar consigo una pequeña porción de la batería si van a realizar trayectos cortos durante esos días, lo que les permitirá tener un vehículo mucho más ligero de lo habitual con un rendimiento peso-potencia significativamente mejorado.

Ahorro de tiempo

El proceso de intercambio de baterías se puede realizar de manera rápida y eficiente en estaciones de intercambio de baterías. En lugar de esperar horas para cargar una batería agotada, los conductores simplemente pueden reemplazarla por una batería completamente cargada y continuar su viaje en cuestión de minutos. Esto elimina la necesidad de depender de estaciones de carga y reduce significativamente el tiempo de inactividad asociado con la carga de la batería.

Escalabilidad y capacidad de actualización

Las baterías modulares e intercambiables permiten una mayor escalabilidad y capacidad de actualización en comparación con las baterías de capacidad fija. Los conductores pueden actualizar sus baterías para obtener una mayor capacidad y autonomía a medida que avanza la tecnología, sin tener que cambiar todo el vehículo. Esto proporciona una vida útil más larga para el vehículo y maximiza el retorno de inversión para los propietarios de vehículos eléctricos.

¿Pueden las Estaciones de Intercambio de Baterías Revolucionar la Movilidad Eléctrica?

El concepto de las estaciones de battery swapping ha cobrado impulso en los últimos años. Es muy interesante ver cómo varias empresas taiwanesas han implementado con éxito su red de estaciones de intercambio de baterías en ciudades como Taipei, Taoyuan y Kaohsiung, y cómo su tecnología de baterías modulares ha demostrado ser eficiente y escalable, proporcionando una solución viable para la movilidad eléctrica urbana.

Otras empresas que avanzan en este campo están basadas en Estados Unidos. Estas empresas han desarrollado un sistema modular de intercambio de baterías que tiene como objetivo abordar los desafíos asociados con la carga de vehículos eléctricos. Su enfoque se centra en instalar estaciones de intercambio de baterías en ubicaciones estratégicas como gasolineras y estacionamientos, proporcionando a los conductores una forma conveniente de intercambiar rápidamente baterías descargadas por otras completamente cargadas.

Esta tecnología permite que los vehículos eléctricos se conecten automáticamente al sistema de intercambio de baterías, agilizando el proceso y minimizando el tiempo de inactividad. Además, la modularidad de las baterías permite una mayor flexibilidad y escalabilidad, facilitando su implementación en una amplia gama de vehículos eléctricos.

Es importante destacar que el Consorcio de Motocicletas con Baterías Intercambiables (SBMC, por sus siglas en inglés) ha dado la bienvenida a estas empresas como miembros, por lo que esta colaboración entre empresas líderes en la industria es un paso significativo hacia la adopción generalizada de baterías modulares e intercambiables.

Las estaciones de intercambio de baterías representan una innovación disruptiva que desafía el paradigma tradicional de las redes de carga de vehículos eléctricos. Mientras que las estaciones de carga convencionales requieren un tiempo considerable para recargar las baterías de los vehículos, las estaciones de intercambio de baterías permitirían reemplazar una batería descargada por una completamente cargada en cuestión de minutos.

El futuro de las baterías modulares e intercambiables

Si bien las baterías modulares e intercambiables para vehículos eléctricos ofrecen numerosas ventajas frente a las soluciones actuales, también enfrentan una serie de desafíos que deben abordarse para su adopción generalizada. Uno de los principales es el de establecer una infraestructura de estaciones de intercambio de baterías lo suficientemente extensa y conveniente para los usuarios. Construir y mantener estas estaciones requiere una inversión significativa, así como coordinación entre fabricantes de automóviles y proveedores de energía. Además, será necesario establecer estándares comunes para estas baterías modulares y los sistemas de intercambio que garanticen la compatibilidad entre diferentes marcas y modelos de vehículos eléctricos, que compartan formatos de forma, tipos de conexión, y rangos de voltaje e intensidad de corriente, entre otros. Entre los inconvenientes también destaca la penalización de la autonomía del vehículo con el uso de dos módulos de baterías. Para evitar daños en las celdas debido a corrientes de descargas elevadas, que afectan negativamente a la integridad y vida útil de las celdas de la batería, algunos fabricantes incluyen limitaciones de potencia en la motocicleta.

Sin duda existen todavía varios inconvenientes tecnológicos que aún deben abordarse para que el sector mundial de la movilidad eléctrica se aproveche plenamente de las evidentes ventajas de esta tecnología de baterías modulares e intercambiables, unos desafíos que estamos convencidos que eventualmente se superarán e iniciarán un cambio en la tendencia de diseño de las baterías para vehículos eléctricos, un cambio del que formamos parte con nuestra prometedora tecnología Powermaster.

En EEVAM Technologies estamos convencidos de que la tecnología de las baterías modulares e intercambiables será adoptada por gran parte de la industria de la movilidad eléctrica en un futuro cercano y seguimos la actualidad del progreso de cualquier evolución relacionada con esta tecnología.

Es por ello que hemos realizado diferentes estudios evaluando el impacto del uso de un diseño de batería con arquitectura modular en el rendimiento del vehículo, en comparación con un único módulo de batería fija con la misma capacidad. Los resultados muestran que este tipo de arquitectura, aunque más ventajosa para el usuario, presenta una serie de inconvenientes que penalizan el rendimiento de la motocicleta.  
Desde el departamento de I+D+i de EEVAM se ha desarrolladoPowermaster, un sistema inteligente de distribución de potencia (SIDP) que optimiza, de manera inteligente, el flujo de energía entre sistemas. Para leer más, haz click aquí:
Powermaster: Un Sistema Inteligente de Distribución de Potencia – EEVAM (eevamtechnologies.com)