¿La carga de coches eléctricos será alguna vez tan rápida como la recarga "normal" de un "diésel"?

Los vehículos eléctricos están ganando popularidad rápidamente, pero algunos posibles compradores dudan. Una de las razones es que la carga de los EV (vehículos eléctricos) es lenta en comparación con la adición clásica de "diésel". Si bien los conductores de hoy en día están acostumbrados a llenar su tanque de combustible en menos de cinco minutos, los vehículos eléctricos, según el tamaño y las especificaciones de la batería, generalmente tardan entre 20 y 30 minutos en alcanzar el 80 por ciento en las estaciones de carga más rápidas. En las estaciones de carga más rápidas, combinadas con la capacidad de cargar el automóvil, es posible agregar 100 kilómetros de autonomía en solo unos minutos. Algunos incluso reportan un tiempo de alrededor de 6 minutos.

La creencia de los propietarios de vehículos no eléctricos es que siempre cargarán la batería de su vehículo eléctrico al 80 por ciento o más mientras están en la carretera. El hecho es que los conductores de vehículos eléctricos en las estaciones de carga rápida solo "recargan" energía para la distancia necesaria hasta la estación de carga de su hogar. Significa que, por ejemplo, en el camino a casa después de un viaje más largo que el alcance del automóvil, solo se paran en el cargador eléctrico durante unos 10 minutos. Solo tanto como necesitan para el "enchufe" de la casa. La razón también radica en que cargar un coche eléctrico en la infraestructura pública de estaciones de carga es bastante caro, o varias veces más caro que cargarlo en casa.

Sin embargo, en cinco a 10 años, será posible una carga mucho más rápida. Lo que teóricamente significa una parada en una estación de carga por solo unos minutos. Es decir, las empresas están desarrollando nuevos materiales para baterías de iones de litio, así como nuevas baterías de "estado sólido", que son más estables a una velocidad de carga más rápida. Las velocidades de carga de 15 minutos o menos para una carga de batería clásica "completa" ya están al alcance de la tecnología en la actualidad.

Mientras tanto, un equipo de científicos diseñó recientemente un prototipo de batería de litio que puede cargar más del 50 por ciento de su capacidad en condiciones de laboratorio en solo tres minutos, y puede hacerlo miles de veces sin degradar significativamente su capacidad. Los investigadores también informan que podría allanar el camino para que las baterías se carguen por completo en solo 10 minutos.

Sin embargo, todavía hay desafíos científicos y de ingeniería que superar antes de que las baterías EV de carga ultrarrápida sean técnicamente factibles y, sobre todo, asequibles. Algunos expertos cuestionan si los vehículos eléctricos que pueden cargarse tan rápido son realmente el futuro que queremos, al menos con la red eléctrica que tenemos ahora. Esto podría ser un obstáculo.

Los fundamentos de la carga

Las baterías de los vehículos eléctricos actuales están compuestas por miles de celdas de iones de litio con la capacidad de almacenar y liberar energía miles de veces. Cada una de estas celdas consta de dos electrodos, un cátodo de metal y un ánodo de grafito, separados por un electrolito líquido. Mientras se carga la batería, los iones de litio fluyen a través del líquido desde el cátodo hasta el ánodo, llenando los espacios entre las capas de grafito. La velocidad a la que los iones de litio se mueven del cátodo al ánodo dicta qué tan rápido se carga la batería.

A velocidades de carga altas, las baterías de litio pueden sobrecalentarse, lo que hace que se degraden con el tiempo. Más problemático, el litio puede comenzar a acumularse en la superficie del ánodo en lugar de ingresar, un fenómeno conocido como recubrimiento de litio. Esto no solo puede reducir drásticamente la capacidad de la batería, sino que los depósitos de litio eventualmente forman estructuras similares a filamentos conocidas como dendritas. Una vez que comienzan a formarse, estas dendritas pueden crecer a través del electrolito, tocar el cátodo y crear un cortocircuito, lo que hace que la batería se incendie o explote.

Debido a problemas de carga rápida, todas las baterías EV tienen límites de velocidad de carga incorporados. En teoría, una estación de carga rápida muy potente de 350 kilovatios podría cargar la batería de 95 kilovatios-hora de un SUV como el Audi E-tron en menos de 16 minutos. Pero la batería en sí solo puede manejar un máximo de aproximadamente 150 kilovatios de potencia de carga, lo que hace que su límite de velocidad de carga completa real se acerque a los 40 minutos.

La rapidez con la que se cargará la batería depende no solo del cargador y de cuántos kilovatios de energía es capaz de recibir la batería, sino también del tamaño de la batería, cuánto está cargada e incluso del clima, es decir, la temperatura externa. temperaturas y la disponibilidad de la batería para recibir energía. Aún así, las estaciones de carga rápida de última generación a menudo pueden cargar una batería EV hasta en un 80 por ciento, agregando literalmente cientos de millas de alcance en tan solo 30 minutos (cuando la batería está llena en un 80 por ciento, la tasa de carga se ralentiza). para evitar dañar la batería). Los propietarios de Tesla pueden visitar la estación "Tesla supercharger", que agregará alrededor de 300 km de alcance en 15 minutos.

¿Cuál es el futuro de la carga ultrarrápida?

Aunque sumar 300 kilómetros en tan solo 15 minutos es realmente extremadamente rápido, psicológicamente todavía está lejos de lo que necesitamos hoy en día para llenar un depósito de "diésel" clásico con el que hacemos 1000 kilómetros. Aquellos que esperan una experiencia de carga de EV de este tipo tendrán que esperar otra década más o menos para que la tecnología ya conocida se ponga en práctica. Incluso cuando las baterías de los vehículos eléctricos son capaces de cargarse en menos de 10 minutos, no está claro si la carga ultrarrápida será posible. A los 400 voltios y más, que las estaciones de carga rápida actuales extraen de la red eléctrica, surge rápidamente la cuestión de la sostenibilidad de la infraestructura.

¡Pero el hecho es que estamos pidiendo las cosas equivocadas! Los usuarios de vehículos eléctricos utilizan la infraestructura pública y las estaciones de carga rápida solo como salida de emergencia. La mayoría de los coches eléctricos modernos pueden recorrer 300 kilómetros reales sin recargar. En la práctica, esto significa que cualquier persona de Ljubljana puede llegar fácilmente a Portorož y regresar. Entonces, a la estación de carga doméstica, sin paradas intermedias. Si desea una autonomía adicional segura de 100 kilómetros, puede obtener la energía en menos de 10 minutos en las estaciones de carga rápida a lo largo de las autopistas. Este es un tiempo comparable a una parada normal en una gasolinera. Tanto los conductores de coches clásicos como los de coches eléctricos apestan.