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Ingeniería en automoción: construcción de cajas para baterías de coches eléctricos
El mercado de los coches eléctricos e híbridos enchufables está al alza. Los objetivos en materia de reducción de emisiones y de lograr una movilidad más sostenible propician su impulso y la progresiva penetración de estos vehículos.
No es de extrañar, por tanto, que la industria automovilística lleve años inmersa en el desarrollo de nuevos modelos, nuevas tecnologías, nuevos materiales que ayuden a mejorar sus prestaciones y mejores procesos de producción para todos ellos.
Uno de los aspectos clave en este sentido son las baterías, máximo responsable de la autonomía de los vehículos.
¿Qué son las cajas de baterías y cómo influyen en el vehículo?
Las cajas de baterías de coches eléctricos son las estructuras que fijan y protegen las celdas, así como el resto de componentes electrónicos como cables y conectores que componen la batería de un vehículo.
Muchas de estas cajas incorporan un sistema de refrigeración que aumenta tanto la eficiencia de la batería pudiendo obtener un mejor aprovechamiento de su energía, como la vida útil de las mismas.
Por otra parte las cajas de baterías tienen, debido a la alta capacidad necesaria para los vehículos eléctricos, un volumen considerable. Por lo tanto es un aspecto esencial en el diseño de los vehículos eléctricos la situación de estas baterías, así como la distribución de pesos.
En el caso de los coches cuya carrocería fue ingeniada para el motor de combustión, la adaptación a la movilidad eléctrica se ha hecho posteriormente con ciertas versiones. Ahí las cajas de baterías suelen ubicarse en el túnel que reside debajo del suelo y del asiento posterior. Por el contrario, en las carrocerías especialmente concebidas para los eléctricos ocupan toda la extensión posible del piso del vehículo.
De ese segundo modo es posible aprovechar el máximo espacio, incrementando la capacidad y la autonomía de los vehículos eléctricos. Se logra también un reparto de pesos muy razonable que garantiza un mejor comportamiento del vehículo en cuanto a dinámica en la carretera.
Concepción y diseño de las cajas para baterías de coches eléctricos
El primer parámetro a definir es la celda. Todas las baterías están compuestas por una serie de celdas interconectadas entre sí dando pie a módulos de mayor tamaño. Estas celdas pueden ser cilíndricas, de bolsas y prismáticas, influyendo su elección en el diseño de la caja.
Por supuesto, cualquier diseño de una caja de batería para coche eléctrico tiene que cumplir unos requisitos mínimos, entre ellos la estanqueidad, que sea segura en caso de accidente, accesible de cara a reparaciones, etc.
De cara a satisfacer estos requerimientos, quizá uno de los aspectos más sorprendentes es que cada fabricante de vehículos eléctricos adopta soluciones propias en materia de cajas de batería. Si bien existen similitudes, son más las diferencias.
A pesar de esta heterogeneidad, las cajas de baterías para coches eléctricos podrían clasificarse en dos grandes grupos: las cajas de baterías estructurales y las no estructurales.
Mientras que las cajas de baterías no estructurales no disponen de un marco rígido perimetral, las estructurales sí cuentan con esta protección. En las primeras, es la carrocería la que debe proteger y absorber la energía en caso de impacto; en las segundas, más presente en vehículos de mayor tamaño y peso, se requiere esta protección extra.
No es un asunto trivial y desde luego hay mucha ingeniería detrás de las cajas de baterías, especialmente en las cajas de baterías estructurales. Si ya de por sí un banco de baterías añade un peso considerable a un vehículo, uno que requiera un marco estructural añadirá aún más peso.
En ALTERTECNIA somos partícipes de estos procesos de ingeniería e investigación. El prototipado de estas cajas es algo en lo que trabajamos mano a mano con nuestros clientes de automoción Para solventar esta tesitura, se utilizan perfiles de aluminio especiales muy ligeros y con excelentes cualidades mecánicas..
