El uso de baterías de litio nei vehículos eléctricos está impulsando la investigación de la industria para estudiar cómo aumentarla duración (Tesla a la cabeza), y al mismo tiempo los expertos han comenzado a analizar la causas de fallas y deterioro natural. Tratemos de entender cuánto dura una batería de litio en un coche eléctrico y cómo funciona la garantía.
¿Cuánto dura la batería de un coche eléctrico?
¿Cuánto dura una batería de litio en un coche eléctrico?? Mientras que la duración de 3 años y Ciclo de carga 500 para una batería de PC o un teléfono inteligente es aceptable, el 8 años de vida para una batería de coche eléctrico, que puede parecer mucho, en realidad molestar el comprador de un EV.
La Reemplazar el paquete de baterías en un automóvil eléctrico cuesta mucho y cuesta tanto como un automóvil compacto con motor endotérmico tradicional. Si la duración de la batería pudiera ser isa, por ejemplo, hasta 20 años, la elevada inversión inicial necesaria para adquirir un coche eléctrico podría estar mejor justificada.
Los fabricantes de vehículos eléctricos eligen baterías optimizadas para el duración más que por una alta energía específica; de hecho estas baterías son más grande y más pesado que los utilizados en la electrónica de consumo.
¿Por qué se degrada la batería de litio?
¿Por qué se degrada la batería de iones de litio? Estudios más profundos han revelado que la iones de litio, encargados de transportar las cargas eléctricas entre los electrodos, fueron disminuido en el cátodo e pasado permanentemente en el ánodo; entonces el cátodo tenía una concentración de litio minore en comparación con una nueva celda. Este el fenómeno es irreversible y por lo tanto es inevitable la degradación de la batería.
Los investigadores estudiaron eficiencia por el cual se transfieren electrones durante los ciclos de carga y descarga, llamados Eficiencia de culombio. Mientras carga el el litio precipita en el ánodo in grafito y cambiar la diferencia de potencial. Creas una película llamada Interfaz de electrolito sólido (SEI) formado por los átomos de litio en la superficie del ánodo.
Prueba de duración de la batería del Nissan Leaf, ¿cuánto duran?
Las baterías del Leaf han sido sometidas a duros ciclos de prueba. Nissan había seleccionado para el primera serie de la hoja un batería de litio manganeso, debido a su atractivo desempeño. El protocolo de prueba empleado incluyó un carga rápida a 1,5 Coulomb (C) en menos de una hora y una descarga a 2,5 C durante 20 minutos a la una temperatura de unos 60 °C.
Pérdida de capacidad de la batería con el tiempo
Sometida a estas duras condiciones, la batería de larga duración debería perder su 10% de capacidad después de 500 ciclos de carga, que representan 1-2 años de manejo. Esta prueba simuló la conducción del vehículo eléctrico en condiciones muy pesadas (incluidas las marcas de derrape propias de la conducción agresiva) y a pesar de todo la capacidad de recarga de la batería se mantuvo alrededor 90 %.
Causa pérdida de capacidad de la batería de litio
A pesar de las pruebas exhaustivas e intensivas, los propietarios de la primera serie Leaf han experimentado una 27,5 % de pérdida de capacidad después de dos años de uso y sin una conducción especialmente agresiva. ¿Qué causó esta gran diferencia con las pruebas?
Los investigadores desarmaron las baterías dañadas: desenrollando la tira de cinta metálica de un metro y medio de largo que forma el ánodo y el cátodo de la batería, cubierta de óxidos, encontraron que el extremo estructura de nanomateriales se había vuelto áspero.
Película que daña las baterías de iones de litio
Esta película, compuesta por óxido de litio e carbonato de litio, crece con cada ciclo de carga: la capa se vuelve más gruesa y forma una barrera que dificulta la interacción con el grafito. L 'Eficiencia de culombio varía según el tipo de célula, como se puede ver en la tabla.
| Tipo de célula | Material | Eficiencia de culombio | Características | Empleos |
| Litio – Óxido de cobalto | LiCoO2 | Bien, baja ligeramente a 50-60°C | Alta capacidad, potencia limitada, frágil | Smartphone y PC portátil |
| Litio – Óxido de manganeso | LiMn2O4 | Bajo, cae aún más a 40°C | Alta capacidad, alta potencia, resistente al uso intensivo. | Herramientas, bicicletas eléctricas, vehículos eléctricos, instrumentos médicos, UPS |
| Litio – fosfato de hierro | LiFePO4 | Media, cala a 50-60°C | ||
| Litio – Óxidos de níquel, manganeso y cobalto | LiNiMnCoO2 | Bueno, una pequeña gota a 60°C | ||
| Litio: óxidos de níquel, cobalto y aluminio. | LiNiCoAlO2 | aún no medido | – | Vehículos eléctricos (Tesla Model S), baterías para sistemas de almacenamiento conectados a la red |
| titanato de litio | Li4Ti5O12 | Excelente | Larga vida pero cara y con baja energía específica | – |
En el cátodo se produce un fenómeno similar, también conocida como oxidación de electrolitos (EO).
Degradación de la batería de iones de litio frente al nivel de carga
También se encontró que cuanto más tiempo permanece la batería bajo un alto voltaje, más rápido se produce la degradación.
Por Alto voltaje en este caso nos referimos a un voltaje de celda igual a voltios 4,10. Los estudios comparativos se realizaron cargando el celdas hasta 3,92 Voltios.
¿Por qué se dañan las baterías de los coches eléctricos cuando están cargadas al 100%?
Resumiendo los resultados de laboratorio obtenidos de la baterías de litio-manganeso culatas del Nissan Leaf se ha establecido que una de las principales causas de Danni causado a la batería es el permanencia bajo tensión de alta celda y altas temperaturas.
La prueba de eficiencia de Coulomb reveló que las dos últimas condiciones causan mas daño de ciclos de carga y descarga.
Por este motivo se recomienda no cargar completamente las baterías del coche eléctrico más allá del 80% si no es necesario. Se recomienda cargar la batería al 100% y así nivelar la tensión de todas las celdas justo antes de emprender un viaje más largo, para que la tensión de la batería vuelva a valores más bajos.
En este cartel, MAVIC ha insertado un sistema (Intelligent Flight Battery) para la autodescarga de la batería del dron después de unos días (se puede configurar el número de días).
Consejos para alargar la vida de la batería de iones de litio
En este sentido, informamos i los mejores consejos de DJi para alargar la vida de las baterías de iones de litio de un dron sobre el que poder sacar ideas…
- Caliente la bobina fría.
- No estrese la batería en caso de altas temperaturas.
- Guarde la batería correctamente. Para conservar la batería, opte por almacenarla en un ambiente seco, con una temperatura entre 22°C y 28°C. No almacene la batería cerca de fuentes de calor y lejos de líquidos.
- No almacene la batería con una carga máxima o demasiado baja durante mucho tiempo. Si necesita almacenar la batería durante más de 10 días, antes de hacerlo, asegúrese de que tenga una carga entre 40 y 65% del total. Puede utilizar la aplicación DJI GO y establecer el tiempo de autodescarga (de 1 a 10 días). Si la batería se almacena con menos del 10% de carga restante, es posible que finalmente se descargue.
Degradación de la batería de iones de litio con el tiempo
De la siguiente tabla resumen se entiende que es necesario evitar salir un batería de ion litio con carga completa: con el 40 % sin cargo, una batería de litio durará mucho más que una carga de litio 100%. Cuanto más cargada esté la batería, mayor será su degradación natural con el tiempo, incluso sin usarla.
Actualización BMS y "restauración" de batería de coche eléctrico SOH.
Para remediar esta inevitable pérdida de capacidad con el paso del tiempo, casi todos los fabricantes de baterías de coches eléctricos mantienen una reserva de kWh que no se utilizan. Después de un cierto período en que el SOL (autonomía residual y estado de salud) de la batería cae por debajo de un umbral definido (por ejemplo, 75%) reprogramando el BMS (sistema electrónico de control y gestión integrado en la batería) restaurar la batería al 100% como nueva condición.
Si has llegado aquí al fondo, deberías haber entendido que el Las baterías de los automóviles eléctricos no duran toda la vida, pero pierden lentamente su capacidad de almacenar energía con el tiempo. incluso si no se usa.
4 factores que hacen que la batería de litio de un coche eléctrico pierda capacidad
Los principales factores que provocan la pérdida de capacidad y el final de la vida útil de las baterías sobre los que trabajan los fabricantes de baterías para mejorar su eficiencia.
- degradación mecánica de los electrodos o pérdida de presión en las celdas de bolsa. El diseño preciso de la celda y la elección correcta de los aditivos electrolíticos reducen este fenómeno.
- crecimiento de SEI en el ánodo, lo que aumenta la resistencia interna. El crecimiento de esta capa hace que la mayoría de las baterías de grafito de litio pierdan eficiencia cuando el voltaje de carga se mantiene por debajo de 3,92 V por celda. También en este caso el uso de aditivos en el electrolito ralentiza la degradación.
- formación de oxidación de electrolitos (EO) en el cátodo, lo que conduce a una pérdida repentina de la capacidad de la batería. Es causado por voltajes de celda superiores a 4,10 V y altas temperaturas.
- "Recubrimiento" de litio en el ánodo causado por altas frecuencias de carga.
Duración de la batería, Toyota, Tesla, la garantía cuánto dura
Batería, duración y garantía del Tesla Roadster
Los nuevos modelos de Tesla se basan en una filosofía de diseño precisa, a saber, la sobredimensionamiento de la batería para reducir su estrés durante la operación. Este enfoque denota que Tesla ha centrado sus esfuerzos en obtener una alta densidad de energía para una máxima autonomía. La desventaja de sobredimensionar es una mayor consumo de energía en los movimientos debido fundamentalmente al mayor peso del vehículo y al mayor coste de la batería.
La duración de la GARANTÍA TESLA para la batería y el motor varía según el modelo: están cubiertos por un período de tiempo y un número máximo de kilómetros (lo que ocurra primero).
8 años o 240.000 km para Modelo S y Modelo X
8 años o 160.000 km Modelo 3 y Modelo Y Estándar o Estándar Gama Plus
8 años o 192.000 km su Model 3 e Model Y Long Range o Rendimiento
La garantía interviene cuando la capacidad de la batería cae por debajo del umbral de 70%.
Tesla ofrece una garantía de vehículo nuevo para 4 años o 80.000 km lo que sea que venga primero. Se cubren los costos de reparación de piezas defectuosas y mal funcionamiento, como el costo de mano de obra y materiales, incluidos los repuestos.
Toyota en Prius reemplazó las baterías Ni-MH de la generación anterior con nuevas baterías de iones de litio, Li-ion, garantizado por 8 años o 300.000 km.
Para la vida de una batería Tesla establecer un periodo de 8 años para una kilometraje de 200.000 km en pilas un 60 kWh: para los de 70 kWh no hay límites de viaje.
Garantía de batería de coche eléctrico Nissan, Tesla, Mitsubishi, BMW, Renault
8 años o 160.000 km es la garantía de Nissan Leaf, de Mitsubishi para Outlander Phev, mismo período pero reducido de BMW en el i3 y el i8 con un kilometraje de solo 100.000 km.
Renault en baterías de alquiler garantiza la eficiencia siempre superior a la 75 % de la capacidad inicial: si cae, se "restablece" al 100% con una actualización de BMS o, en caso de falla, se repara y reemplaza rápidamente.
Estamos Renault, en el caso de una batería comprada, asegura la capacidad de carga de la batería ZOE de al menos 66 % de su nivel inicial durante al menos 8 años o 160.000 km hasta que se alcance el primero de los 2 términos.
Garantía de batería Mercedes 6 años o 160.000 km
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