¿Cómo evitar la degradación de la batería en autobuses eléctricos?

Esto también significa que el mercado de autobuses eléctricos (eBus) está creciendo rápidamente: se registró un aumento del 48% entre 2017 y 2018 solo en Europa Occidental y Polonia. Aunque la inversión inicial en vehículos sostenibles puede ser elevada, el coste total de funcionamiento de un eBus es menos costoso que el de un autobús diésel a lo largo del tiempo.
Con la supervisión inteligente de la flota y la gestión del proceso de carga, estos costes pueden reducirse aún más. Por ejemplo, las herramientas de supervisión del estilo de conducción pueden ayudar a los operadores a identificar y reducir el ralentí cuando sea posible, formando a los conductores en base a puntos de acción concretos. La carga inteligente permite a los operadores utilizar la infraestructura de carga existente de forma más eficiente, reduciendo la necesidad de costosas actualizaciones y reduciendo aún más los costes de carga mediante el equilibrio de la carga y la reducción de los picos.

Casi el 50% del coste total de un eBus corresponde a su batería. En el mundo de los vehículos eléctricos, es habitual dejar de utilizar una batería cuando alcanza el 80% de su capacidad original, por lo que es aún más importante vigilar la salud de la batería. Centrarse en la prevención -así como en las oportunidades de reutilización de las baterías- puede permitir a los operadores de flotas maximizar plenamente su tiempo de actividad. Mantener las baterías del eBus en buen estado no sólo prolonga su vida útil, sino que también protege la inversión a largo plazo de los operadores.
Todas las baterías se degradan con el tiempo. Sin embargo, esta degradación depende en gran medida del uso y, en particular, de cuatro factores principales: la temperatura, la alta potencia, la profundidad de la descarga y el estado medio de carga. Veamos qué significa cada uno de ellos en la práctica.

Al igual que las personas, las baterías encuentran óptimas las temperaturas de entre 15 y 30 grados centígrados. Las altas temperaturas tienden a aumentar la velocidad de los iones dentro de la batería, lo que provoca reacciones químicas que impiden que los iones hagan su trabajo: transportar energía. Pero las temperaturas extremadamente bajas también afectan al movimiento de los iones y disminuyen su capacidad de almacenar energía.

En segundo lugar, a menos que las baterías estén optimizadas para una carga rápida, suele ser mejor evitar una potencia/corriente elevada al cargarlas o descargarlas. Una potencia elevada hace que las celdas de la batería se desgasten más rápido y disminuye la esperanza de vida en general. Por lo tanto, generalmente se considera que las solicitudes de corriente y potencia más bajas son mejores para las baterías eBus.

Evitar degradación de la batería

El tercer aspecto que debe tener en cuenta para asegurarse de que sus baterías están lo más sanas posible es la profundidad de descarga (DOD). Antes de entrar en detalles, es importante entender lo que significa un ciclo de carga completo, es decir, pasar de vacío (batería 0%) a lleno (batería 100% cargada) a vacío (batería 0%), o de lleno (100%) a vacío (0%) a lleno (100%). Ambos se consideran ciclos completos. Basándonos en esto, podemos decir que pasar de 0% a 50% a 0% es la mitad de un ciclo completo, con una DOD del 50%.Los ciclos de carga son importantes porque influyen directamente en el envejecimiento de una batería. Cuanto menor sea la altura del ciclo, mejor será para la batería. En otras palabras, es mejor conseguir 1.000 ciclos de carga cargando la batería 2.000 veces del 50% al 100% al 50%, en lugar de cargar 1.000 veces de vacío a lleno a vacío.

El estado medio de carga también influye en la salud de la batería. En general, tener las baterías paradas u operadas cerca del 100% o cerca del 0% de estado de carga es perjudicial para la salud de la batería. La mejor práctica es utilizar las baterías con un estado de carga del 50% de media. Ahora que hemos repasado algunos de los principales factores que afectan a la degradación de las baterías, ¿cómo pueden los operadores reducirla y aumentar la vida útil de las baterías del eBus?

En primer lugar, hay que tener en cuenta la potencia y la corriente. Hemos visto que el ritmo de carga y descarga de la batería afecta a su salud. Entrenar a los conductores para que conduzcan con más suavidad puede ayudar en este sentido. Si se evitan las aceleraciones y frenadas bruscas, y se utiliza más el frenado regenerativo, la batería se descargará a un ritmo más lento, aumentando el estado de salud de la batería (SOH). Aunque mejorar el estilo de conducción de alguien puede parecer inicialmente una tarea difícil, existen herramientas avanzadas de control del estilo de conducción que pueden ayudarle, así como a reducir el ralentí y optimizar su funcionamiento general. Además, como las baterías prefieren una corriente más lenta, se recomienda utilizar cargadores nocturnos (lentos) siempre que sea posible y reducir el uso de cargadores de oportunidad que pueden tener una capacidad máxima de 350kW.

Mantener la temperatura del vehículo en el rango óptimo de 15-30 grados Celsius puede ser difícil durante el funcionamiento. Por ello, aprovechar el aparcamiento puede ayudar a regularla mejor. Durante las temperaturas extremadamente altas, aparcar a la sombra puede tener un beneficio significativo para sus baterías. Si no se dispone de un refugio elevado, aparcar bajo un árbol también puede ayudar. Del mismo modo, en días muy fríos, aparcar en un garaje puede ayudar a minimizar la degradación de la batería.

También hemos visto que a las baterías no les gusta estar paradas y funcionar cerca del 100% o cerca del 0% de SOC. En otras palabras, si es posible, hay que evitar aparcar cuando la batería está al 100%. Además, el uso de una solución de carga inteligente puede ayudar a mantener el SOC en un estado óptimo, a la vez que beneficia su funcionamiento. Pero incluso una batería bien cuidada se volverá inservible con el tiempo. Sin embargo, eso no significa que tenga que desperdiciarse. Hay varias formas de reutilizar una batería. Es posible revender las baterías a terceros, como recicladores, a un mercado secundario, o vender la batería de nuevo al fabricante. Recuerde que, aunque una batería que pierde el 20% de su capacidad inicial se considera inutilizable para el transporte público, en su interior sigue habiendo un 80% de células sanas. También hay múltiples usos internos, como para las subestaciones de tranvía y tren, o en combinación con estaciones de carga de autobuses. Asegúrese de tener en cuenta esta opción al calcular el coste total de propiedad de su autobús eléctrico.