Las baterías de nuestros coches eléctricos son órganos un tanto misteriosos, pero en los que aún intentaremos adentrarnos. Integran varios módulos, compuestos a su vez por un cierto número de células interconectadas. Cada celda, ya sea NMC o LFP de iones de litio, generalmente entrega un voltaje de entre 3 y 4 voltios. Además, para obtener los 400 V u 800 V necesarios para alimentar los motores eléctricos, estas celdas se conectan en serie, sumando el voltaje de cada una al de las demás. El problema es que si una celda está dañada, es menos eficiente o está a una temperatura crítica, limitará, como un eslabón débil, la eficiencia de toda la cadena. Por supuesto, existen estrategias para evitar una celda defectuosa y posiblemente activar una de respaldo. Pero este funcionamiento no es el ideal, sin olvidar que la eficiencia de las celdas no es óptima con cargas muy altas o bajas, donde las tensiones caen.
Pasa de una batería grande a varias pequeñas independientes.
Para mejorar el funcionamiento y las prestaciones de sus futuras baterías, Mercedes se plantea modificar radicalmente su arquitectura interna, abandonando el clásico cableado en serie para pasar al paralelo. Por tanto, cada celda sería una especie de pequeña batería independiente que podría controlarse individualmente. Para lograr esto, se debe agregar un convertidor de voltaje al microcontrolador de cada celda, que monitorea constantemente el voltaje y la temperatura para evitar fugas y/o degradación térmica. Porque cada celda debe entonces entregar los 400 V u 800 V esperados por el motor eléctrico. Luego, corresponde al BMS (Battery Management System, o controlador general de baterías) decidir cuántas celdas deben activarse al mismo tiempo para entregar la energía solicitada por el conductor. Por tanto, utilizamos sólo el número de células necesarias, en su rango de eficiencia correcto, y no todas en una zona de eficiencia que no sea necesariamente favorable.
Posibilidad de mezclar tecnologías de baterías.
Esta nueva arquitectura traería varias ventajas, según los ingenieros de Mercedes que conocimos en Stuttgart. Al individualizarse el control total de cada celda, es posible operarla en el rango de nivel de carga donde es más eficiente, es decir evitando cargas máximas así como descargas profundas. Así, con una mayor eficiencia, la autonomía se puede ampliar significativamente. La recarga individual de cada célula -y no globalmente de las células que son todas ligeramente diferentes- permite también optimizar el funcionamiento de cada una, sin el efecto limitante del eslabón débil.
Otra ventaja es que con este cableado en paralelo es posible utilizar celdas de diferentes tecnologías en una misma batería, ya que se gestionan individualmente. Por ejemplo, una mezcla de iones de litio de NMC y LFP para combinar las ventajas de cada química. O incluso combinar células de iones de litio con supercondensadores, que tienen poca capacidad, pero mucha potencia instantánea. Aunque los ingenieros de Mercedes confirman esta posibilidad técnica, todavía no la han probado.
Recargan células, mientras que otras proporcionan propulsión.
Finalmente, la última ventaja de estas celdas independientes es que es posible cargar celdas no utilizadas mientras otras proporcionan corriente. Algo imposible con el cableado interno en serie… porque las celdas no pueden recibir y suministrar corriente al mismo tiempo. Y esta baza es especialmente interesante, e incluso imprescindible, para otra innovación de Mercedes de la que ya os hemos hablado: la pintura solar. Efectivamente, con aproximadamente 11 m2 de esta famosa pintura en una gran berlina o SUV, es interesante, para maximizar la energía recuperada, poder cargar la batería mientras el coche está en marcha. Y esta batería conectada en paralelo permite que las celdas que no se utilizan se recarguen avancen, mientras que otras aportan la corriente necesaria, algo inalcanzable con una batería tradicional.
Si bien las ventajas son numerosas y prometedoras, aún quedan muchas pruebas y desarrollo para poder aplicar este principio a la serie. Los ingenieros de Mercedes se muestran prudentes y no fijan una fecha para una posible comercialización, pero son razonablemente optimistas en cuanto a que esto sucederá dentro de unos años.
