Audi, a la vanguardia

Avance en el campo de las baterías

La casa de “los anillos” trabaja en modernas tecnologías en todas las áreas clave referidas a las baterías de alto voltaje para sus modelos híbridos enchufables y eléctricos. Las investigaciones se centran en la organización de las células que componen la batería en módulos, las estrategias de operación durante la conducción y el uso de la batería después del final de su vida útil en el vehículo.

M&T

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La empresa alemana Audi está trabajando en diversas áreas estratégicas de las baterías de alto voltaje para vehículos híbridos eléctricos e híbridos, según informó la terminal en un comunicado.

El factor decisivo para la casa alemana es el denominado módulo de la batería, una carcaza de aluminio resistente con forma de cubo, ligeramente más pequeño que una caja de zapatos. El mismo pesa alrededor de 13 kilogramos y tiene un sistema a través del cual circula el fluido de refrigeración. Cuenta con una capacidad para tres tipos de células: células cilíndricas como las utilizadas en la segunda generación del Audi R8 e-tron, que son las células prismáticas y cada una de ellas viene en un tamaño a lo que sería mitad de un libro de bolsillo, o células largas y planas en forma de placa.

Las llamadas prismáticas tienen carcazas independientes, por lo que son más robustas que las células planas. La carcaza está realizada en polímero recubierto de aluminio, lo que presenta ventajas en cuanto al peso. Los dos proveedores con los que trabaja Audi se especializaron en un diseño particular cada uno.

La ventaja en común que tienen las células prismáticas y las planas es la densidad de almacenamiento que permiten. Ambas utilizan un 75 por ciento del volumen disponible, una cifra mucho más alta que las células cilíndricas (50%), que también requieren conexiones más complejas. Estas últimas resultan únicamente adecuadas para los vehículos eléctricos; permiten almacenar mayor cantidad de energía comparada con otros diseños, pero su potencia de salida es menor.

Cambios menores

Las células planas y las células prismáticas son más versátiles. Con cambios menores en sus dimensiones exteriores, pueden ser configuradas específicamente para una máxima potencia de salida, para una máxima densidad de energía o para una combinación de ambos parámetros, por lo que resultan ideales para un vehículo híbrido enchufable.

El criterio clave es el espesor del recubrimiento de los electrodos. Cuanto más fino es este recubrimiento, mayor es el contacto entre el electrolito y el material activo. Como resultado, la alta transferencia de carga asegura el rendimiento en cuanto a potencia. Por el contrario, altos espesores de recubrimiento para los electrodos producen una alta densidad de energía.

A nivel mundial, el desarrollo de la tecnología de baterías de iones de litio está avanzando muy rápidamente. En los últimos tres años Audi logró aumentar la capacidad actual de las células prismáticas en un 50%, de 25 amperios hora (Ah) por célula a 37 Ah. La densidad de energía se incrementó en un grado similar. Las células planas ahora alcanzan hasta 550 vatios hora por litro de volumen; Audi espera que alcancen unos 750 Wh/l en 2025. Un efecto secundario importante es que los costos de las baterías se redujeron a alrededor de la mitad en los últimos cinco años, lo que está permitiendo que la movilidad eléctrica esté al alcance de más clientes.

Carga rápida

Con corriente continua es prácticamente imposible en la infraestructura privada debido a que la energía de la red es limitada. El sistema de recarga inalámbrica Audi wireless charging (AWC) es una tecnología de carga por inducción mediante corriente alterna que Audi está desarrollando como una alternativa, y que la compañía espera tener lista para su lanzamiento en 2017.

De esta manera se recarga la batería del vehículo con el sistema inalámbrico desarrollado por Audi.

Con el sistema AWC, la energía se transfiere a través de una placa situada en el suelo y conectada a la red eléctrica. La placa tiene una bobina primaria integrada y un inversor (convertidor AC/AC). Conectado a un transformador de 16 amperios con salida monofásica, el sistema de primera generación ofrece una potencia de carga de 3,6 kW, con potencias de hasta 11 kW posibles en la siguiente versión.

Cuando el cliente se acerca a unos pocos metros de la placa de carga con su Audi e-tron, el sistema AWC establece contacto con el vehículo vía radio. El conductor ve entonces la posición precisa del sistema AWC en la pantalla. La carga puede comenzar inmediatamente nada más colocarse el vehículo encima de la placa, o bien de acuerdo con un temporizador. Con los sistemas de estacionamiento pilotado que Audi está desarrollando para su uso en producción, el vehículo puede posicionarse de forma autónoma sobre el sistema de carga inalámbrica. El conductor puede salir del auto y luego iniciar el procedimiento de estacionamiento de forma remota a través de su teléfono inteligente.

Antes de la carga

Un motor eléctrico integrado en la placa del suelo eleva la bobina primaria. Esto minimiza la distancia entre ésta y la bobina secundaria, que está integrada en la sección frontal de la base del Audi e-tron, independientemente del tipo de vehículo. El campo electromagnético en la placa induce una corriente alterna en la bobina secundaria del automóvil. Un convertidor de AC/DC invierte la corriente, que pasa a continuación al sistema eléctrico de alta tensión, donde se utiliza para cargar la batería y ofrece usos adicionales, como la calefacción o el aire acondicionado cuando sea necesario. El conductor puede interrumpir el proceso de carga en cualquier momento, y la carga se detiene automáticamente cuando la batería está llena.

Debido a que el campo solamente se genera cuando el vehículo está sobre la placa y la bobina está activa, no hay riesgo para las personas o animales. El pequeño espacio que existe entre ambas bobinas mientras se realiza la recarga hace que el campo magnético no interfiera con los dispositivos electrónicos.

La primera generación de la tecnología AWC es ideal para su uso en el hogar o en zonas de estacionamiento en edificios de oficinas. Una versión posterior se podrá integrar en la infraestructura pública, como el asfalto de las carreteras y estacionamientos.