Audi realiza importantes avances en el campo de las baterías para híbridos y coches eléctricos 

La firma automovilística alemana Audi está trabajando en diferentes áreas estratégicas de las baterías de alto voltaje para vehículos híbridos enchufables y eléctricos, según ha informado la empresa en un comunicado.

El factor decisivo para Audi es el denominado módulo de la batería, una carcasa de aluminio resistente con forma de cubo, ligeramente más pequeño que una caja de zapatos. El módulo pesa alrededor de 13 kilogramos y cuenta con un sistema a través del cual circula el fluido de refrigeración. Tiene capacidad para tres tipos de células: células cilíndricas como las utilizadas en la segunda generación del el Audi R8 e-tron; células prismáticas, cada una de ellas con un tamaño aproximado similar al de la mitad de un libro de bolsillo, o células largas y planas en forma de placa.

Las células prismáticas tienen carcasas independientes, por lo que son más robustas que las células planas. La carcasa está realizada en polímero recubierto de aluminio, lo que presenta ventajas en cuanto al peso. Los dos proveedores con los que trabaja Audi se han especializado en un diseño particular cada uno.

La ventaja en común que tienen las células prismáticas y las planas es la densidad de almacenamiento que permiten. Ambas utilizan un 75 por ciento del volumen disponible, una cifra mucho más alta que las células cilíndricas (50 por ciento), que también requieren conexiones más complejas. Estas últimas resultan únicamente adecuadas para los vehículos eléctricos; permiten almacenar mayor cantidad de energía comparada con otros diseños, pero su potencia de salida es menor.

Las células planas y las células prismáticas son más versátiles. Con cambios menores en sus dimensiones exteriores, pueden ser configuradas específicamente para una máxima potencia de salida, para una máxima densidad de energía o para una combinación de ambos parámetros, por lo que resultan ideales para un vehículo híbrido enchufable. El criterio clave es el espesor del recubrimiento de los electrodos. Cuanto más fino es este recubrimiento mayor es el contacto entre el electrolito y el material activo. Como resultado, la alta transferencia de carga asegura el rendimiento en cuanto a potencia. Por el contrario, altos espesores de recubrimiento para los electrodos producen una alta densidad de energía.

A nivel mundial, el desarrollo de la tecnología de baterías de iones de litio está avanzando muy rápidamente. En los últimos tres años Audi ha logrado aumentar la capacidad actual de las células prismáticas en un 50 por ciento, de 25 amperios hora (Ah) por célula a 37 Ah. La densidad de energía se ha incrementado en un grado similar. Las células planas ahora alcanzan hasta 550 vatios hora por litro de volumen, y Audi espera que alcancen unos 750 Wh/l en 2025. Un efecto secundario importante es que los costes de las baterías se han reducido a alrededor de la mitad en los últimos cinco años, lo que está permitiendo que la movilidad eléctrica esté al alcance de más clientes.

Audi wireless charginga con corriente alterna

La carga rápida con corriente continua es prácticamente imposible en la infraestructura privada debido a que la energía de la red es limitada. El sistema de recarga inalámbrica Audi wireless charging (AWC) es una tecnología de carga por inducción mediante corriente alterna que Audi está desarrollando como una alternativa, y que la compañía espera tener lista para su lanzamiento en 2017.

Con el sistema AWC, la energía se transfiere a través de una placa situada en el suelo y conectada a la red eléctrica. La placa tiene una bobina primaria integrada y un inversor (convertidor AC/AC). Conectado a un transformador de 16 amperios con salida monofásica, el sistema de primera generación ofrece una potencia de carga de 3,6 kW, con potencias de hasta 11 kW posibles en la siguiente versión.

Cuando el cliente se acerca a unos pocos metros de la placa de carga con su Audi e-tron el sistema AWC establece contacto con el vehículo vía radio. El conductor ve entonces la posición precisa del sistema AWC en la pantalla. La carga puede comenzar inmediatamente nada más colocarse el vehículo encima de la placa, o bien de acuerdo con un temporizador. Con los sistemas de aparcamiento pilotado que Audi está desarrollando para su uso en producción, el coche puede posicionarse de forma autónoma sobre el sistema de carga inalámbrica. El conductor puede salir del coche y luego iniciar el procedimiento de aparcamiento de forma remota a través de su teléfono inteligente.

Antes de la carga, un motor eléctrico integrado en la placa del suelo eleva la bobina primaria. Esto minimiza la distancia entre ésta y la bobina secundaria, que está integrada en la sección frontal de la base del Audi e-tron, independientemente del tipo de vehículo. El campo electromagnético en la placa induce una corriente alterna en la bobina secundaria del coche. Un convertidor de AC/DC invierte la corriente, que pasa a continuación al sistema eléctrico de alta tensión, donde se utiliza para cargar la batería y ofrece usos adicionales, como la calefacción o el aire acondicionado cuando sea necesario. El conductor puede interrumpir el proceso de carga en cualquier momento, y la carga se detiene automáticamente cuando la batería está llena.

Debido a que el campo solamente se genera cuando el vehículo está sobre la placa y la bobina está activa, no hay riesgo para las personas o animales. El pequeño espacio que existe entre ambas bobinas mientras se realiza la recarga hace que el campo magnético no interfiera con los dispositivos electrónicos.

La primera generación de la tecnología AWC es ideal para su uso en el hogar o en zonas de estacionamiento en edificios de oficinas. Una versión posterior se podrá integrar en la infraestructura pública, como el asfalto de las carreteras y aparcamientos.