Los consumidores quieren que sus vehículos eléctricos (VE) se carguen rápidamente y puedan recorrer largas distancias con esa carga. Ambas preocupaciones se centran en la batería del vehículo.
La batería representa entre el 30 y el 40 porciento del costo de un VE, y sacar el máximo partido de esa inversión significa garantizar que la energía eléctrica entre y salga de la batería de la forma más segura y eficiente posible, y de un modo que preserve la vida útil de la batería a largo plazo.
Las interconexiones de los módulos de las baterías ya desempeñan un papel clave en este esfuerzo, pero las empresas pueden hacer mucho más para preparar esas interconexiones para las próximas generaciones de tecnología de baterías.
Modularidad
Las baterías de los vehículos eléctricos se componen de cientos o miles de celdas. Mientras que algunos fabricantes colocan esas celdas directamente en el pack de baterías para simplificar su estructura, muchos otros las agrupan en módulos antes de colocarlas en los packs. Los VE pueden contener hasta 24 módulos, si no más.
Esta disposición modular agiliza la fabricación. Los OEM suelen estandarizar un módulo específico y utilizar un número diferente de módulos en distintos modelos de vehículo, para aumentar o reducir más fácilmente las capacidades y facilitar la fabricación. Incluso pueden estandarizar un tamaño específico de batería en todos los modelos de vehículo, llenando cada modelo con más o menos módulos para adaptarse a sus necesidades.
Los módulos también facilitan el mantenimiento del paquete de baterías, ya que permiten sustituir un módulo en lugar de todo el paquete. Los fabricantes de equipos originales pueden colocar los módulos en serie o en paralelo para conseguir la capacidad necesaria y llevar el paquete de baterías total a los niveles de alto voltaje -a menudo 400 V u 800 V- utilizados para la carga rápida.
Formar conexiones
La función de las interconexiones de módulos de baterías es unir los módulos entre sí y garantizar que funcionen juntos como una unidad. Las interconexiones de módulos de baterías suelen ser barras colectoras, es decir, barras metálicas rígidas capaces de soportar tensiones y corrientes elevadas. También suelen ser planas, una forma que disipa el calor de forma natural y funciona bien en un pack de baterías plano, donde el espacio vertical es un bien escaso.
La limitación de las barras colectoras es que son rígidas, lo que puede plantear problemas tanto cuando los fabricantes de equipos originales tienen en cuenta las tolerancias durante el montaje del vehículo, como cuando el vehículo genera calor que puede provocar dilataciones térmicas durante el funcionamiento.
Para hacer frente a estos retos, las interconexiones de los módulos de baterías pueden integrar secciones flexibles que absorban las vibraciones, la dilatación térmica o cualquier micromovimiento. También pueden incorporar tecnología que facilite el montaje, mediante conectores directos que eviten los tornillos y permitan la tolerancia de posición. La seguridad es siempre prioritaria, y las barras colectoras destinadas al interior del pack de baterías se fabrican con materiales capaces de soportar hasta 1.000° C durante breves periodos, para proteger los módulos en caso de avería.
Aptiv ha estado perfeccionando su tecnología de barras colectoras, aprovechando su larga trayectoria en el campo de la conexión de baterías. Nuestra reciente adquisición de Intercable Automotive Solutions nos permite combinar estos avances con técnicas de fabricación de barras colectoras de última generación que nos ayudan a cumplir todos los requisitos de los fabricantes de equipos originales. Juntos, esperamos
que las interconexiones de los módulos de baterías sigan desempeñando su papel fundamental en el interior de los paquetes de baterías de los vehículos eléctricos.
