Al desarrollar un sistema de baterías para un coche eléctrico, hay que considerar más que solo la autonomía y el precio. Otros factores importantes son el origen de las materias primas, la seguridad, la sostenibilidad y el rendimiento de carga. Hans Beyer, de Webasto, explica las tendencias en el desarrollo de paquetes de baterías innovadores.
Los tres factores clave
Tres factores son especialmente importantes para los clientes a la hora de elegir la batería ideal para su coche eléctrico: la autonomía (contenido energético en relación con la batería), la rapidez con la que se puede cargar la batería e, indirectamente, el coste de la batería (como componente más caro, tiene una influencia notable en el precio del vehículo).
Sin embargo, durante el desarrollo, el asunto es mucho más complejo, ya que deben considerarse muchos factores adicionales. ¿Cuál es el tamaño y el peso máximos de la batería en el vehículo? ¿Cómo se integran las celdas de la batería en el paquete? ¿Cómo se garantiza la seguridad de la batería y del vehículo en las pruebas de choque y posteriores? ¿Qué importancia tiene la facilidad de reparación? ¿Qué tan sostenible debe ser la batería y qué rutas de transporte deben considerarse para los componentes? ¿Y qué tan fácil debe ser reciclar la batería al final de su vida útil?
No existe una solución óptima y de aplicación general, solo el mejor equilibrio posible, según el objetivo deseado. Un ejemplo: con los conceptos modernos de celda a paquete, por ejemplo, la densidad energética y la autonomía aumentaron. Sin embargo, las celdas de la batería suelen estar firmemente unidas, y reparar una celda defectuosa solo es posible con un gran esfuerzo, lo que también dificulta el reciclaje. No obstante, si estos factores son importantes, un concepto de batería "clásico" con módulos puede ser más adecuado.
Entrevista a Hans Beyer para Electrive.com
En el marco de la conferencia internacional Advanced Battery Power, en Aquisgrán, Alemania, desde Electrive.com conversaron con Hans Beyer, del proveedor Webasto, sobre las tendencias de desarrollo en sistemas de baterías. Webasto no solo trabaja en el campo de la gestión térmica o los techos de vehículos, sino que también es un actor importante en el sector de los sistemas de baterías.
Sr. Beyer, usted dirige el equipo de desarrollo paneuropeo para la integración de sistemas de celdas de batería en Webasto. Es bien sabido que los fabricantes asiáticos están muy por delante en tecnología de celdas, especialmente en lo que respecta a la industrialización. ¿Podemos los europeos mantenernos al día con las innovaciones en baterías?
En Europa, contamos con requisitos completamente diferentes para el desarrollo y la industrialización de baterías que para las celdas. Nuestro consolidado ecosistema de proveedores de automoción cuenta con la experiencia necesaria en desarrollo e industrialización en las áreas de mecánica, térmica y eléctrica/electrónica para ser innovadores y tener éxito en este ámbito. El factor decisivo es impulsar la transformación hacia la movilidad eléctrica junto con los fabricantes de automóviles.
¿Qué papel desempeñan las propiedades de una celda de batería en el diseño de un módulo o paquete de baterías optimizado? ¿Es una ventaja que un fabricante como BYD pueda personalizar sus celdas de batería con precisión para sus vehículos?
Las empresas con un alto nivel de integración vertical, como BYD, sin duda tienen ventajas en cuanto a tiempo de comercialización gracias a la eliminación de interfaces externas. Sin embargo, centrarse en la tecnología celular propia también limita su alcance, mientras que los fabricantes de automóviles y proveedores de sistemas de baterías como Webasto, que no cuentan con instalaciones propias de producción de celdas, pueden aprovechar toda la cartera de diferentes tecnologías y formatos de celdas para crear la solución ideal para cada vehículo.
¿En qué se centra actualmente su trabajo? ¿Se puede resumir en la simple fórmula “mayor contenido energético, menores costes”?
Estos son, por supuesto, dos factores importantes, pero no los únicos relevantes. Por ejemplo, sacrificar la densidad energética en favor de la capacidad de carga rápida puede ser una buena idea, ya que una batería con menor contenido energético suele ser suficiente, lo que a su vez repercute positivamente en los costes y el consumo de recursos. Este es también un ejemplo de cómo, a pesar de la necesidad de reducir costes, es crucial hacerlo de forma inteligente y sin comprometer la calidad ni la seguridad. Por ejemplo, el consumo de recursos por batería puede optimizarse mediante un conocimiento exhaustivo de los requisitos y una ingeniería personalizada. Las rutas de transporte cortas a través de la producción, cerca de nuestros clientes, como en nuestra planta de baterías de Dangjin (Kansas), también ahorran costes y hacen que nuestros productos sean más sostenibles.
¿Qué papel juega la química celular en la integración de sistemas?
La celda es el elemento central de todo sistema de batería. La composición química y el formato de la celda desempeñan un papel fundamental en la definición de los requisitos eléctricos, mecánicos, térmicos y de seguridad para el diseño de módulos y paquetes. Además, la composición química de la celda también determina, en última instancia, la elección del formato de celda más adecuado. Por lo tanto, un conocimiento profundo de la composición química de la celda es esencial también para proveedores de sistemas de baterías como Webasto, para quienes las celdas de batería son, a primera vista, solo componentes adquiridos o prefabricados.
Por cierto, tengo especial interés en debatir la influencia de la química celular en la evaluación del ciclo de vida de un paquete de baterías en Advanced Battery Power el 2 de abril.
Las baterías de fosfato de hierro y litio están en auge en coches más económicos, pequeños y compactos, ya que son más robustas y, sobre todo, más económicas. Sin embargo, el rendimiento a bajas temperaturas es un problema con las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP). Esto se puede solucionar con un calentador de batería, pero algunos fabricantes están ahorrando en este aspecto para los coches compactos de bajo coste. ¿No es eso un ahorro en el lado equivocado? ¿De qué costes estamos hablando?
Dada la gran cantidad de soluciones técnicas para la gestión térmica, es difícil dar una respuesta general a la pregunta sobre el coste. Sin embargo, en casi todos los casos, un sistema de calefacción y refrigeración adaptado al perfil de uso resulta rentable, especialmente considerando la creciente disponibilidad de celdas de batería, que permiten velocidades de carga superiores a 4 °C con un preacondicionamiento adecuado. Aprovechar este potencial es especialmente relevante para los coches pequeños con baterías LFP, ya que un tiempo de carga inferior a 15 minutos hace que un coche pequeño con una batería de 50 kWh sea adecuado para viajes largos. Además, el preacondicionamiento de la batería incluye técnicamente una calefacción de estacionamiento, lo que ofrece un valor añadido, especialmente para usuarios que cuidan los costes y no disponen de plaza de garaje. Con muchos años de experiencia en gestión térmica, Webasto, por supuesto, puede destacar en este aspecto.
¿Cuáles son las tendencias a medio y largo plazo para la integración de baterías en vehículos? Actualmente, la densidad energética parece ser fundamental, como lo demuestran tendencias como la integración de celdas a chasis. Sin embargo, los paquetes de baterías altamente integrados y a menudo unidos son mucho más complejos de reciclar. ¿Habrá un replanteamiento?
Además de la densidad energética, los paquetes altamente integrados ofrecen muchas otras ventajas y permiten ahorrar materiales y etapas de producción, lo que beneficia tanto la huella ambiental como los costos. Al mismo tiempo, la industria del reciclaje de baterías aún se encuentra en las primeras etapas del desarrollo de sus tecnologías y capacidades. En cualquier caso, será crucial anticipar las futuras habilidades de los socios de reciclaje desde la etapa de diseño del producto, lo que también incluye el manejo de las uniones adhesivas. Solo una colaboración intensiva a lo largo de toda la cadena de valor producirá conceptos globales con el mejor equilibrio ecológico.
La mayoría de los fabricantes europeos se centran en integrar su batería en el vehículo de la mejor manera posible, como un componente clave para la competición. ¿Cuál es su opinión sobre el reemplazo de la batería? ¿Tiene alguna posibilidad con algunos formatos de batería estandarizados, o la batería integrada óptimamente en el vehículo sigue siendo superior?
La estandarización de las respectivas plataformas de baterías sin duda seguirá cobrando importancia dentro de los grupos. Por otro lado, considero que la estandarización intergrupal es, en el mejor de los casos, realista en aplicaciones especiales como las máquinas móviles. Con los estándares de calidad y vida útil de las baterías que se pueden alcanzar actualmente y los tiempos de carga cada vez más cortos, las ventajas de reemplazar las baterías de los automóviles se están reduciendo notablemente.
Durante su estancia en la Universidad Técnica de Múnich (Alemania), también cofundó una startup que desarrolla y produce esquís personalizados. ¿Cómo puede aplicar su experiencia en la gestión de startups a sus tareas actuales en el desarrollo de baterías?
Con nuestra propia startup, primero tuvimos que establecer un nuevo segmento de mercado en Europa y construir una cadena de suministro funcional como empresa desfavorecida. Cuando empecé en Webasto Batteries en 2018, primero tuvimos que consolidar nuestra posición competitiva y asegurar el suministro de celdas de batería adecuadas. En ambas ocasiones, se requirió espíritu pionero, perseverancia y cierta resiliencia, y todo esto también será una ventaja para el futuro de la movilidad eléctrica, con sus continuos y turbulentos desarrollos técnicos, económicos y sociales.
Recuerda que en EV-Renting somos especialistas en movilidad sostenible. En nuestro catálogo podrás encontrar los modelos 100% eléctricos que mejor se adapten a las necesidades de tu empresa. Si quieres electrificar la flota de vehículos de tu empresa y necesitas más información no dudes en contactar con nuestro equipo.
(La entrevista forma parte de la colaboración mediática de Electrive con Advanced Battery Power, que se celebró del 1 al 3 de abril de 2025 en Aquisgrán, Alemania).
