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junio 27, 2024

Desarrollan batería sin cobalto que mejora la eficiencia y el coste de fabricación

Por ahora es un prototipo destinado a la movilidad eléctrica desarrollado por un consorcio europeo de empresarios de la automoción, coordinado por IREC. Los investigadores lograron reducir un 30% su peso y los avances en las comunicaciones inalámbricas abren el juego para mejorar otros sectores como el del almacenamiento a gran escala.
By Milena Giorgi

By Milena Giorgi

junio 27, 2024
Consorcio europeo crea un sistema de batería para automoción con menos peso y más seguridad

COBRA es un proyecto dentro de la iniciativa BATTECH, el centro de referencia en I+D+i de baterías en el sur de Europa, llevado adelante por un consorcio europeo formado por diecinueve socios de la industria de la automoción, la investigación y la tecnología, que ha logrado desarrollar el primer sistema completo de baterías de litio sin cobalto para vehículos eléctricos. 

Este integra una serie de innovaciones en seguridad, control y eficiencia, que se incorporarán a la próxima generación de baterías.

Con un presupuesto de 12 millones de euros, cofinanciado por la Comisión Europea, ha culminado cuatro años de un “plan ambicioso” con la demostración completa del ‘battery pack’. 

Gracias a la utilización de materiales como la madera tratada y aluminio reciclado, Lluis Trilla, investigador senior del Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC), socio coordinador del proyecto, explica que han reducido su peso externo un 30% respecto a otras baterías. 

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En diálogo con Energía Estratégica España, el investigador indica que esto supone un incremento en la densidad de energía, al mismo tiempo que permite la reducción de costes.

Esto es posible gracias a que sus materiales son más baratos que los tradicionales y se utilizan comunicaciones inalámbricas en el interior de la batería. 

“Se ahorra en cableado, pero también se automatiza totalmente la construcción de la batería (lo que hoy en día no es posible) abaratando también su fabricación”, aclara Trilla.

Esto responde al diseño del BMS (Battery Management System), con el que se pueden ejecutar una serie de algoritmos y modelos avanzados dentro de la batería; a lo que se añade “mucha sensórica” para obtener un “mayor control” del sistema.

 

Formado por 96 celdas individuales de iones de litio sin cobalto, el sistema completo de batería contiene sensores de temperatura, deformación e impedancia que informan al usuario sobre su estado. 

Incluye un sensor de presión y un detector de gases capaz de detectar cualquier reacción interna, cuyas informaciones se pueden monitorear para conocer en todo momento su funcionamiento.

“El diseño está planteado para el sector de la movilidad, puesto que la reducción de peso es clave; sin embargo, innovaciones como la inclusión de sensores y el desarrollo de algoritmos son extrapolables a otros sectores como el estacionario a gran escala”, comparte Trilla con este medio. 

En cuanto a las próximas etapas del proyecto, describe que en el estado actual la batería es un prototipo, un demostrador que tiene el objetivo de validar las nuevas tecnologías desarrolladas. 

Una vez finalizado el proyecto, el mayor interés está en optimizar e industrializar el diseño del sistema para que se acerque más a la industria y al mercado.

“El principal objetivo es encontrar socios industriales interesados en la innovación y en incorporar a su catálogo de productos algunas de las innovaciones propuestas en COBRA”, afirma el referente de IREC. 

Para alcanzar su objetivo, subraya que, en primer lugar, es necesario diseminar los resultados obtenidos para que potenciales socios industriales sean conscientes de los resultados obtenidos y luego trabajar con ellos para que adapten las innovaciones a sus productos y “poder sacar partido de tecnologías de nueva generación”.

Pruebas y homologaciones de una batería más segura y sostenible

Por su parte, Iván Viáfara, ingeniero del Departamento de Sistemas de Baterías de Applus+ IDIADA, considera que este demostrador de 400 voltios (el estándar para las baterías) es “funcional y relevante” ya que las pruebas realizadas a los prototipos a nivel de tensión y capacidad, aunque un poco inferiores al estándar, son aplicables a la industria.

Esta compañía española especializada en servicios de diseño, ingeniería y homologación para la industria automotriz se ha encargado, con la colaboración de otros integrantes del consorcio, de la planificación y ejecución del conjunto de ensayos para la validación del prototipo. 

Ha sido un trabajo para el que han tenido que adaptar su sistema interno en la realización de pruebas de seguridad eléctrica, rendimiento y durabilidad.

“La madera, uno de los componentes que conforman la carcasa de la batería además del aluminio reciclado, funcionó muy bien en el ensayo de ‘Thermal propagation’, una prueba que consiste en sobrecalentar una celda de la batería a temperaturas extremas para comprobar cómo responde, y los resultados fueron bastante positivos”, asegura Viáfara respecto a los ensayos para los que se basaron en el Reglamento nº 100 de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa.

Actualmente, el sistema completo se sitúa en un TRL 6 dentro de la escala que mide el grado de madurez de una tecnología, aunque ambos expertos esperan que en los próximos años se pueda alcanzar el TRL 9 (sistema probado con éxito en un entorno real) y que para 2030 se puedan aplicar algunas de estas innovaciones para alcanzar baterías más sostenibles, eficientes y con óptimas prestaciones.

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