Cofinanciado por el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea, el proyecto colaborativo de investigación e innovación Cobra debía entregar un demostrador funcional para la movilidad eléctrica en 2024. Donde estamos ?
Un celular mejorado a todos los niveles
Hace cuatro años, las especificaciones del proyecto Cobra (Baterías sin CObalto para aplicaciones FutuRe Automotive) parecían claramente ambiciosas, con mejoras a todos los niveles. Se trataba pues de una densidad energética aumentada a 750 Wh/l para un peso del paquete dividido por dos incluyendo su envoltura.
Con una vida útil de más de 2.000 ciclos útiles de descarga/recarga, la regeneración de las células de iones de litio con sensores inteligentes debía alcanzar los 3C, o, por ejemplo, 300 kW para una batería con una capacidad energética de 100 kWh. Además, la inflamabilidad debía reducirse en un rango de temperatura de -40 a 100 °C, y la batería podía contener un fuego interno de hasta 800 °C durante al menos 30 minutos.
Siguiendo con el aspecto de la seguridad, la resistencia a la tracción y al impacto de las mochilas tuvo que aumentarse en un 300%. Y todo ello eliminando materiales críticos, entre ellos el cobalto en particular, teniendo una tasa de reciclaje superior al 95% y mostrando un coste inferior a 90 euros por kilovatio hora. Cuatro años después, algunas de estas características ya se han conseguido con otros desarrolladores.
Reto complejo
Reunidos en un consorcio europeo, trabajaron en este tema 18 socios de la industria automovilística, de la investigación y de la tecnología, beneficiándose de un presupuesto de alrededor de 12 millones de euros.
Se había fijado el año 2024 para la entrega de un demostrador que abriría una tecnología que podrían adoptar los fabricantes europeos de celdas de batería. Con un impacto ambiental mejorado, la innovación apuntaba a 2030 y a una flota global de 125 millones de vehículos eléctricos.
Aún no se han logrado todos los objetivos. Por ejemplo el peso, como explica Lluis Trilla, científico del Instituto de Investigación Energética de Cataluña (Irec), principal socio del proyecto. Según él, el desafío más complejo era “ la integración de todas las innovaciones ” en un ” demostrador único » fabricada con materiales como madera tratada y aluminio reciclado que han reducido su peso externo en un 30% respecto a otras baterías.
El manifestante está ahí.
Los participantes en el proyecto Cobra han producido con éxito un demostrador con una tensión de 400 V, que se encuentra a menudo en turismos y vehículos comerciales ligeros. Se presenta en forma de un sistema de batería completo. El pack está compuesto por 96 celdas de iones de litio sin cobalto.
Gracias a sensores de temperatura, deformación e impedancia, el usuario de un vehículo eléctrico que vaya equipado con dicho conjunto podrá estar informado en tiempo real de su estado. También estarán accesibles los datos informando del correcto funcionamiento de la batería. Y ello, gracias a un sensor de presión y detector de gas encargado de detectar cualquier reacción anómala en su interior.
Lo que el consorcio destaca especialmente es el desarrollo de un innovador BMS (Battery Management System). Incorpora una red interna de comunicaciones inalámbricas que ejecuta una serie de algoritmos y modelos avanzados en el centro de todo.
¿Innovaciones utilizables a partir de 2030?
« La madera, uno de los componentes de la carcasa de la batería, combinada con aluminio reciclado, obtuvo muy buenos resultados en la prueba de propagación térmica que consiste en sobrecalentar una celda de batería a temperaturas extremas para verificar su reacción. Los resultados fueron bastante positivos. », subraya Iván Viáfara, ingeniero del departamento de Sistemas de Baterías de Applus+ Idiada.
El demostrador ya ha pasado por una serie de pruebas de validación. Esto le ha permitido alcanzar hoy el nivel de madurez TRL 6, es decir, la fase en la que el demostrador fue probado en un entorno representativo. Sin embargo, Lluis Trilla e Iván Viáfara estiman que en unos años podrá alcanzar el nivel TRL 9 que distingue a un sistema real probado por misiones operativas exitosas.
Por tanto, confían en la posibilidad de que en 2030 varias de las innovaciones desarrolladas para el proyecto Cobra ya sean explotables para lograr “ baterías que duran más, son más eficientes y tienen un rendimiento óptimo ». « Ahora que está todo desarrollado intentaremos que el proyecto tenga continuidad y que no se quede en un cajón. », concluye el investigador del Irec.
