El futuro del desarrollo de baterías para vehículos híbridos | Club Foro Toyota C-HR

El futuro del desarrollo de baterías para vehículos híbridos

pirri

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Bueno, me he estado leyendo un documento "Frontera battery development for hybrid vehicles" del 2012 sobre el futuro de los coches híbridos. Estamos en el 2017 por lo que han pasado cinco años para ver si algo ha cambiado. Os pongo algunas partes del informe que me parecen interesantes. Fuente: Frontier battery development for hybrid vehicles

Battery technologies

Las baterías de NiMH son mejores si valoramos la capacidad, tamaño y precio. -con una energía cercada a 65Wh/kg. Además tiene un periodo de carga rápido por lo que son ideales para la regeneración de energía por frenado, pero tienen una velocidad de auto-descarga relativamente alta.

Las de Li-ion has tienen más energía por densidad y tienen una auto-descarga muy baja. Pero son muy caras.

La gasolina tiene una energía de 12.000Wh/kg; aunque sólo fuera eficiente el motor un 20% , tiene más energía por kg que una batería de ion litio (90Wh/kg).



Los coche híbridos tienen como positivo la reducción de gases de efecto invernadero, la polución y la dependencia del petróleo.

El proceso de fabricación usa más energía que la que las baterías podrán almacenar. En producir una batería de litio de 0.001kWh de capacidad son necesarios 0.33333 kWh. Para producir litio se necesitan 0,09 kWh o 0.19kWh si es reciclado o no. Una batería de coche de 30kWh, ha sido producida con aproximadamente 15583 kWh.
Se estima que 8 toneladas de azufre se emiten por cada tonelada de níquel producido en las minas. Además de partículas de plomo en la construcción y reciclado de las baterías.
El níquel se usa también para el acero inoxidable. Alrededor del 60% del níquel se usa para este producto. Los países productores serían Canadá, Rusia, Brasil y China. Estos países también producen petróleo. Por lo que un paso a vehículos con batería no cambiaría la balanza económica aunque sí para los países de Oriente Medio.

El litio es muy abundante, pero no hay muchos lugares donde tenga concentración suficiente para extraerlo de una forma rentable. Bolivia, Chile, China and Argentina países, estos países no son importante productores de petróleo. Un cambio hacia baterías de litio provocaría un cambio en la balanza económica.

Algunos países desarrollados aunque usen níquel para otras producciones prefieren también usarlo para baterías para evitar este cambio sustancial en el equilibrio económico. A pesar de ello el consumo y precio de litio ha ido aumentando rápidamente.

El aumento de la demanda de níquel y litio para el uso en baterías no significa el fin de dependencias de recursos sino un cambio de recursos, antes el petróleo ahora níquel y litio.


Reciclaje
Las baterías de litio entre un 2% y un 10% no se pueden reciclar. En EEUU el reciclado de las baterías lo hace la empresa que produce las baterías. Toyota Prius y Honda Civic usan baterías Panasonic. Cuando una batería no funciona, se envía a las plantas de Panasonic en Japón y Panasonic se encarga del reciclaje. Si no se realiza el reciclaje son muy contaminantes.
El uso de baterías provocaría una reducción de dependencia del petróleo, reducción de emisiones de dióxido de carbono al usar menos el motor de combustión. Es necesaria la creación de políticas que fomenten el uso de las baterías, como beneficios fiscales por el uso. En el caso de EEUU reduciría el gasto militar por la protección en el Golfo de Persia y el Estrecho de Malaca. Y reduciría la tensión entre EEUU y China por el petróleo. $ 70 y $ 100 mil millones por año gasta EEUU en la protección del Golfo de Persia y también aliviaría la tensión militar de la zona - Aquí diría que la tensión se iría a otra zona del planeta Bolivia, Chile y Argentina. Posiblemente China, también se liberase tensiones al ser menos dependiente de Arabia Saudí.

Futuro
Las baterías de ion de litio son el futuro frente a las de níquel, por sus características energéticas pero tienen limitaciones. Estas limitaciones se encuadran en cuatro categorías:
Seguridad. Posibilidad de sobrecalentamiento y explosión.
Coste. Son muy caras para un uso extendido.
Vida útil. Para vehículos necesitarían tener una vida más larga. En cada recarga se generan depósitos en el electrolito que perjudica el transporte de iones de litio y que disminuye la capacidad de carga a los largo del tiempo de uso.
Temperatura. En temperaturas cercanas a la congelación baja el rendimiento.
Añado, En España es más preocupante el sobrecalentamiento en verano que la congelación.

Conclusiones
El coche de gasolina es más barato que un híbrido, aunque hay un fuerte argumento económico para apoyar el uso de los coches híbridos. A medida que han pasado los años desde el 2010 se ha ido reduciendo el coste frente a un coche de gasolina. Un automóvil comprado en 2010, los costes totales de vida del híbrido son alrededor de $ 4.324 más altos que los del automóvil de gasolina. Para un automóvil comprado en 2014 el diferencial es $ 4,200, en 2012 $ 4,080, en 2013 $ 3,960 y en 2014 $ 3,840. Además de una posible reducción del precio también produce un beneficio neto positivo para la sociedad.
Existen unos costes que no se encuentran directamente en el precio de un coche. Estos costes son derivados del uso masivo que provoca la polución que induce enfermedades que llevan a un gasto sanitario como asma, enfermedades respiratorias crónicas, ataques cardíacos y mortalidad prematura. Y el proceso de gases con efecto invernadero. El uso generalizado de coches híbridos reduciría estos costes.
El aumento de la demanda de litio generaría un cambio en el poder comercial mundial, ya que los productores de litio no son los mismos que los actuales de petróleo. EEUU reduciría la tensión en el Golfo Pérsico y mejoraría las relaciones con China.
Al tener más beneficios el coche híbrido (polución, costes sociales) que un vehículo de gasolina, es razonable que el gobierno apoye este tipo de vehículos.
La actual tecnología de baterías es uno de los mayores obstáculos en el despliegue de HEV, como de costes, recuerdo que el padre del Prius lo comentó, faltaban 2 o 3 avances tecnológicos, pero en el 2017.
 

pirri

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me apunto 2025 batería sólida
 

Juan Ignacio

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Pues hoy camino a Alicante he podido observar otro efecto negativo de los actuales eléctricos. Después de un atasco, hemos tenido que adelantar no se ni como se mal a varios eléctricos a una media de 80-100kmh a lo largo de los 400 km... irían pillados después del atasco y claro, no hay mucho enchufe por la carretera... un poco peligroso eso de ir por una nacional a esa velocidad tan baja. Yo que estaba casi decidido el próximo año ... habrá que esperar a las nuevas baterías y una infraestructura de carga rápida mejor distribuida :( porque el PHEV me lo habéis puesto a caer del burro :)
 

JUANKAR

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Pues hoy camino a Alicante he podido observar otro efecto negativo de los actuales eléctricos. Después de un atasco, hemos tenido que adelantar no se ni como se mal a varios eléctricos a una media de 80-100kmh a lo largo de los 400 km... irían pillados después del atasco y claro, no hay mucho enchufe por la carretera... un poco peligroso eso de ir por una nacional a esa velocidad tan baja. Yo que estaba casi decidido el próximo año ... habrá que esperar a las nuevas baterías y una infraestructura de carga rápida mejor distribuida :( porque el PHEV me lo habéis puesto a caer del burro :)
Ahora que comentas esto, me llamó la atención hace unos días cuando regresábamos por autovía de Asturias hacia Madrid ver a un Tesla que no iba a más de 90Km/h por el carril de la derecha, primero pensé que qué hacía un tío con un pedazo Tesla que lo flipas circulando a esa velocidad... con lo que comentas creo que esa es la causa.
 

pirri

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Pues sí les sale un aviso para ir por debajo de una velocidad para poder llegar. Creo que está permitido en una de 120Km/h mínima es 60Km/, 90Km/h era 50Km/h.
 
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Juan Ignacio

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Pues sí les sale un aviso para ir por debajo de una velocidad para poder llegar. Creo que está permitido en una de 120Km/h mínima es 60Km/, 90Km/h era 50Km/h.
Si permitido está, pero gracias a Dios hoy no circulaban camiones. Imagina al del camión intentando adelantar o pasar por encima un leaf o un Tesla. Cada vez que había otra retención era un leaf o un Tesla a 80...
 

pirri

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En atascos el híbrido es muy buena opción. El comportamiento combinado da buenos resultados de consumo y facilidad de recarga y gasolineras. Y sin tener que ir a 80 asustado :eek:

A ver si hay más avances en tecnología de baterías, más potentes, más ligeras y más pequeñas y sostenible. 2025 parece una fecha que se han puesto como clave.

En el nuestro aún hay posibilidad de que pongan las nuevas baterías de litio en otra nueva versión, 2020 ya he leído que no :cry:, y podamos ganar un 15% más de autonomía eléctrica. Leyendo los avances de Toyota en otros modelos nuevos.

Toyota mejora la duración de las baterías de litio

Toyota continuará usando dos tipos de baterías distintos en sus modelos híbridos
 
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