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En una palabra: Una de las razones por las que algunas personas se muestran reacias a comprar vehículos eléctricos es la vida útil supuestamente limitada de las baterías. Ahora, un nuevo estudio del SLAC-Stanford Battery Center sugiere que la vida útil de esas baterías puede ser más larga de lo que se pensaba anteriormente.
el estudio encontró que las baterías de los vehículos eléctricos pueden durar mucho más de lo que se pensaba anteriormente en condiciones de conducción reales. La investigación, publicada en Nature Energy, sugiere que los propietarios de vehículos eléctricos podrían utilizar sus vehículos durante varios años más antes de tener que reemplazar el paquete de baterías o comprar un automóvil nuevo.
Los hallazgos del estudio desafían la sabiduría convencional sobre las pruebas de baterías. Tradicionalmente, los científicos han evaluado la duración de la batería mediante ciclos constantes de descarga y recarga en entornos de laboratorio. Sin embargo, este enfoque no refleja con precisión las diversas condiciones que experimentan los usuarios cotidianos de vehículos eléctricos.
«No hemos estado probando las baterías de los vehículos eléctricos de la manera correcta», afirmó Simona Onori, autora principal y profesora asociada de la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford. «Para nuestra sorpresa, la conducción real con aceleraciones frecuentes, frenadas que cargan un poco las baterías, detenerse para entrar a una tienda y dejar que las baterías descansen durante horas seguidas ayuda a que las baterías duren más de lo que habíamos pensado según los estándares de laboratorio de la industria. pruebas.»
El equipo de investigación diseñó cuatro tipos de perfiles de descarga de vehículos eléctricos, que van desde la descarga constante estándar hasta la descarga dinámica basada en datos de conducción reales. Probaron 92 baterías comerciales de iones de litio durante dos años en estos perfiles. Los resultados mostraron que cuanto más fielmente reflejaban los perfiles el comportamiento de conducción real, mayor era la esperanza de vida de los vehículos eléctricos.
Un descubrimiento sorprendente fue la correlación entre aceleraciones cortas y bruscas de los vehículos eléctricos y una degradación más lenta de la batería. Esto contradice la suposición arraigada de que los picos de aceleración son perjudiciales para las baterías de los vehículos eléctricos. Al final resultó que, los investigadores descubrieron que pisar con fuerza el pedal con el pie no acelera el envejecimiento. «En todo caso, lo ralentiza», dijo Alexis Geslin, autor principal y estudiante de doctorado en Stanford.
El estudio también examinó las diferencias entre el envejecimiento de la batería debido a los ciclos de carga-descarga y el envejecimiento inducido por el tiempo. Para los vehículos eléctricos de consumo que pasan mucho tiempo estacionados, el tiempo se convierte en la causa predominante de envejecimiento en comparación con la bicicleta.
«Nosotros, los ingenieros de baterías, hemos asumido que el envejecimiento del ciclo es mucho más importante que el envejecimiento inducido por el tiempo. Eso es principalmente cierto para los vehículos eléctricos comerciales como autobuses y camionetas de reparto que casi siempre están en uso o recargándose», dijo Geslin. Para los consumidores que usan sus vehículos eléctricos para ir al trabajo, recoger a sus hijos, ir al supermercado, pero en su mayoría no los usan ni los cargan, el tiempo se convierte en la causa predominante del envejecimiento sobre el uso de la bicicleta, dijo.
La investigación identifica un punto óptimo de tasa de descarga promedio que equilibra el envejecimiento del tiempo y el envejecimiento del ciclo, lo que afortunadamente cae dentro del rango de conducción realista de vehículos eléctricos por parte del consumidor. Este descubrimiento podría conducir a actualizaciones en el software de gestión de baterías de vehículos eléctricos para maximizar la longevidad de la batería en condiciones del mundo real.
Le Xu, un académico postdoctoral en ingeniería y ciencias de la energía, enfatizó la importancia de evaluar nuevas químicas y diseños de baterías con perfiles de demanda realistas. «Los investigadores ahora pueden revisar los supuestos mecanismos de envejecimiento a nivel de química, materiales y células para profundizar su comprensión. Esto facilitará el desarrollo de algoritmos de control avanzados que optimicen el uso de las arquitecturas de baterías comerciales existentes».
Las implicaciones del estudio se extienden más allá de las baterías y pueden afectar otras aplicaciones de almacenamiento de energía y campos de la ciencia de materiales donde el envejecimiento es un factor crucial.
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