Nuevo estudio de Stanford-SLAC concluye que las baterías de los vehículos eléctricos podrían durar hasta un 40% más de lo esperado

Los cambios en el software de gestión de baterías pueden aplicar nuevos hallazgos a las baterías de vehículos eléctricos existentes de inmediato.

Una investigación reciente del Centro de Baterías SLAC-Stanford, un esfuerzo conjunto entre la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, sugiere que las baterías de los vehículos eléctricos (VE) sometidas a condiciones de uso real podrían tener una vida útil significativamente mayor a la prevista. Esto representa un importante avance para la sostenibilidad, ya que podría reducir la frecuencia con la que los propietarios de VE necesitan reemplazar las costosas baterías o incluso adquirir nuevos vehículos.

El error de las pruebas en laboratorio

Tradicionalmente, los científicos e ingenieros evalúan la vida útil de las baterías mediante ciclos constantes de descarga y recarga en condiciones de laboratorio. Este método no refleja el uso cotidiano de los VE, que incluye frenadas frecuentes, aceleraciones bruscas, trayectos cortos y largos períodos de inactividad. Según el estudio, estas características de conducción real, a menudo consideradas perjudiciales, en realidad prolongan la vida útil de las baterías.

Simona Onori, autora principal del estudio y profesora asociada en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford, destacó: “Conducir en condiciones reales, con aceleraciones, frenadas regenerativas, paradas breves y períodos prolongados de reposo, ayuda a que las baterías duren más de lo que habíamos estimado basándonos en las pruebas estándar de laboratorio.”

Un hallazgo prometedor

El equipo de investigación diseñó cuatro perfiles de descarga diferentes para las baterías, desde un patrón constante hasta perfiles dinámicos basados en datos reales de conducción. Tras dos años de pruebas con 92 baterías comerciales de iones de litio, descubrieron que los perfiles dinámicos, que imitan el uso real, aumentaban la vida útil de las baterías.

Entre los factores que contribuyen a esta longevidad inesperada, el estudio menciona el uso de algoritmos de aprendizaje automático para analizar los datos. Por ejemplo, se encontró que las aceleraciones bruscas y cortas ralentizan la degradación de las baterías, lo que contradice la creencia generalizada de que estos picos de aceleración son dañinos.

Dos tipos de envejecimiento

El estudio también distingue entre dos procesos de envejecimiento en las baterías: el envejecimiento por ciclos (debido a la carga y descarga) y el envejecimiento por tiempo (simplemente por el paso del tiempo). Mientras que el envejecimiento por ciclos es predominante en vehículos comerciales, como autobuses o furgonetas de reparto, el envejecimiento por tiempo resulta ser más significativo en los vehículos personales que pasan mucho tiempo estacionados.

Geslin, uno de los autores principales del estudio, explica: “Para los consumidores que usan sus vehículos eléctricos para ir al trabajo, recoger a sus hijos o hacer la compra, pero que no los utilizan constantemente, el envejecimiento por tiempo se convierte en el factor predominante.”

El estudio también identificó un rango óptimo de tasas de descarga para equilibrar ambos tipos de envejecimiento, que coincide con los patrones típicos de uso de los consumidores.

Implicaciones futuras

Este hallazgo tiene implicaciones significativas para la industria de los vehículos eléctricos y más allá. Los fabricantes de automóviles podrían ajustar el software de gestión de las baterías para maximizar su vida útil bajo condiciones de uso real. Además, los investigadores podrían reevaluar los mecanismos de envejecimiento de las baterías y explorar nuevos diseños y materiales que se adapten mejor a estas dinámicas.

Como señala Le Xu, investigador posdoctoral en ciencias y ingeniería de la energía: “Evaluar nuevas químicas y diseños de baterías con perfiles de demanda realistas será crucial para el desarrollo de algoritmos avanzados que optimicen el uso de las arquitecturas comerciales actuales.”

Más allá de las baterías

Las aplicaciones de este estudio no se limitan a los vehículos eléctricos. Los principios descubiertos podrían aplicarse a otros sistemas de almacenamiento de energía, así como a materiales en ciencias físicas, como plásticos, vidrios, células solares y biomateriales usados en implantes.

En palabras de Onori: “Este trabajo destaca el poder de integrar múltiples áreas de conocimiento, desde la ciencia de materiales y el modelado hasta el aprendizaje automático, para impulsar la innovación.”

Este avance no solo beneficia a los consumidores al extender la vida útil de las baterías de los VE, sino que también contribuye a la sostenibilidad global al reducir la cantidad de desechos electrónicos y la necesidad de recursos para fabricar nuevas baterías. La combinación de ciencia, ingeniería y tecnología sigue abriendo puertas hacia un futuro más sostenible.

Vía stanford.edu