Todos sabemos que los coches tradicionales que funcionan con gasolina constan de cuatro componentes principales: motor, chasis, carrocería y sistema eléctrico. Pero ¿sabes cuáles son los componentes principales de un vehículo eléctrico (VE)?

Un vehículo eléctrico se puede dividir en varios componentes principales, entre ellos, el paquete de baterías de tracción, el sistema de gestión de baterías, los dispositivos auxiliares de potencia, el motor eléctrico, el controlador, el chasis, la carrocería y los componentes eléctricos. Alternativamente, se puede clasificar en cuatro sistemas principales: sistema de accionamiento del motor eléctrico, chasis, carrocería y sistema eléctrico.

Hoy comencemos discutiendo el conocimiento relacionado con el paquete de baterías de tracción dentro de los vehículos eléctricos.

01 Definición

Un paquete de baterías de tracción sirve como fuente de energía (batería) para vehículos eléctricos.

02 Composición estructural

La energía de un vehículo eléctrico proviene de múltiples celdas de batería. Estas celdas están conectadas en configuraciones en serie y en paralelo, junto con componentes como unidades de control, sistemas de monitoreo y sistemas de enfriamiento, para formar un paquete de batería de tracción completo.

1. Celda de batería : la unidad más pequeña que compone un paquete de batería de tracción.

2. Módulo de batería : Varias celdas de batería conectadas en paralelo y soldadas entre sí.

3. Paquete de batería : varios módulos o celdas de batería conectados en serie.

Por ejemplo, los vehículos eléctricos de Tesla utilizan celdas 18650 y un solo vehículo puede contener hasta 7.000 de estas celdas.

4. Sistema de circuito de supervisión de celdas (CSC) : cada celda de la batería tiene un sistema interno de recopilación de información CSC para monitorear el voltaje, la temperatura y otros parámetros de cada celda o módulo de la batería.

5. Unidad de control : La unidad de gestión de batería (BMU) está instalada dentro del paquete de batería de tracción para informar el voltaje, la corriente, la temperatura, etc. a la unidad de control del vehículo (VCU) y para controlar la batería de tracción de acuerdo con los comandos de la VCU.

6. Unidad de distribución de alto voltaje : se instala en los terminales de salida positivos y negativos del paquete de baterías de tracción y consta de relés de alto voltaje, sensores de corriente, relés de precarga y resistencias.

7. Sistema de enfriamiento : gestiona la disipación de calor para mantener la batería de tracción en óptimas condiciones de funcionamiento.

03 Clasificación de las baterías de tracción

En la actualidad, las baterías de tracción más comunes incluyen baterías de plomo-ácido, de níquel-hidruro metálico, de celdas de combustible y de iones de litio.

1. Batería de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) : Ventajas: alta seguridad, larga vida útil, buen rendimiento a altas temperaturas, gran capacidad, sin efecto memoria, peso ligero, respetuoso con el medio ambiente. Desventajas: baja densidad energética, altos costes de producción de baterías, bajo rendimiento de producción, poca consistencia.

2. Batería de iones de litio (Li-ion) : Ventajas: alta densidad energética, larga vida útil, alto voltaje nominal, alta capacidad de potencia, baja tasa de autodescarga, peso ligero, respetuosa con el medio ambiente. Desventajas: problemas de seguridad, incapacidad para manejar grandes descargas de corriente, alto costo, exigentes requisitos de fabricación, alto costo general, peligrosa a altas y bajas temperaturas.

3. Batería de níquel-metal hidruro (NiMH) : Ventajas: corriente de descarga elevada, alta densidad de energía (autonomía prolongada), baja generación de calor. Desventajas: efecto memoria, tendencia a deteriorarse durante la carga y descarga (especialmente vulnerable a deteriorarse durante la sobrecarga y la sobredescarga).

4. Batería de condensador : Ventajas: alto número de ciclos, larga vida útil, gran adaptabilidad ambiental. Desventajas: baja densidad energética, corta autonomía.

5. Pila de combustible : Ventajas: Alta eficiencia de conversión de energía, puntos de instalación flexibles, respuesta rápida a la carga, gran capacidad de sobrecarga. Desventajas: Alto costo, inconvenientes en el almacenamiento de hidrógeno.

04 Embalaje de la batería

Los paquetes de baterías se empaquetan principalmente en celdas cilíndricas, celdas con carcasa de acero o aluminio o celdas de bolsa de polímero.

05 Conexiones de la batería

Además, las baterías de tracción se pueden conectar mediante métodos de soldadura, atornillado o prensado mecánico.

• Soldadura : los métodos más comunes incluyen la soldadura láser, la soldadura ultrasónica y la soldadura por resistencia. Este método ofrece baja resistencia, bajo consumo de energía y mayor utilización de energía.

• Atornillado : implica el uso de tornillos para conectar celdas de batería adyacentes en configuraciones en serie o en paralelo. Este método se utiliza a menudo en baterías más grandes para mejorar la conductividad.

• Prensado mecánico : se basa en una estructura conductora elástica de tipo ranura estrecha para sujetar directamente los terminales de la batería (tanto positivos como negativos). Este método facilita el mantenimiento y aumenta las tasas de reciclabilidad.

06 Usos prohibidos de las baterías de tracción

1. Evite sumergir o lavar la batería de tracción con agua.

2. Mantenga la batería de tracción alejada del fuego, de entornos de alta temperatura o de la exposición prolongada a la luz solar directa.

3. Evite colocar la batería de tracción en entornos con alta electricidad estática o radiación fuerte.

4. Asegúrese de la polaridad correcta al conectar los terminales positivo y negativo del paquete de baterías de tracción.

5. No intente cargar la batería de tracción a la fuerza (las estaciones de carga modernas cortan automáticamente la energía cuando están completamente cargadas).

6. Evite golpear, aplicar presión fuerte o colisionar con la batería de tracción.

7. No desmonte las baterías desechadas de forma privada ni las deseche de forma arbitraria.

07 Uso y mantenimiento de baterías de tracción

1. Antes de conducir, verifique el panel de instrumentos para asegurarse de que el estado del sistema de batería sea normal sin códigos de falla ni íconos de advertencia.

2. Antes de conducir, verifique el estado de carga (SOC) de la batería (preferiblemente superior al 50%; si es inferior al 30%, cárguela inmediatamente).

3. Durante el uso, cargue completamente la batería al menos una vez a la semana.

4. Realice un ciclo completo de carga y descarga al menos una vez al mes. Para los modelos DM (híbridos diésel-eléctricos), descargue hasta el 5 %; para los modelos EV (vehículos eléctricos), descargue hasta el 15 %~20 %.

5. Si un vehículo permanece sin uso durante un período prolongado, cargue la batería al 100 % antes de guardarlo.

6. Si va a almacenarla durante más de tres meses, recargue la batería nuevamente.

Estos puntos resumen mi comprensión de las baterías de tracción en los vehículos eléctricos. ¿Algún experto tiene ideas o conocimientos adicionales que aportar? Espero seguir aprendiendo juntos, con el objetivo de profundizar nuestra comprensión de los vehículos eléctricos, al igual que nuestro conocimiento de los vehículos tradicionales con motor de combustión.