Coches eléctricos: menos prototipos, más baterías

En el mundo del motor, los prototipos son a la vez una forma de estirar al máximo la técnica para crear un producto de características sobresalientes, que ayude a construir las siguientes generaciones de vehículos comerciales, y una manera de hacer marketing, a base de fotos y noticias en los medios.

En los coches con motores de gasolina y diésel esta doble motivación tenía sentido, pero con los eléctricos la fórmula de la espectacularidad queda impostada.

En medio del CES, uno de los eventos de tecnología de consumo más importantes del año, la startup Faraday Future hizo la presentación estelar de su prototipo FFZERO1. Un modelo de 1.000 caballos estilo batmóvil, que acelera de 0 a 100 km/h en menos de tres segundos y tiene una velocidad punta de 320 km/h. Por comparar, los coches de Fórmula E, el equivalente eléctrico de la Fórmula 1, llegan a 225 km/h).

Teniendo en cuenta que el coche eléctrico se entiende dentro de un entorno urbano y con la eficiencia en el punto de mira, cabe preguntarse si unas especificaciones técnicas tan exigentes son necesarias.

"El vehículo eléctrico nace de una necesidad: de reducir las emisiones y, de manera inmediata, mitigar el problema que tenemos hoy en las grandes aglomeraciones por los óxidos nitrosos y las emisiones nocivas", apunta Javier Redondo, responsable en España del proyecto Cero Emisiones de Nissan, cuyo modelo Leaf es el eléctrico más vendido a nivel global.

Redondo explica que los motores eléctricos son capaces de rendir mucho y alcanzar cifras muy espectaculares, pero no cree que éste sea el camino para resolver los retos que plantea la movilidad en nuestras ciudades. Las especificaciones vertiginosas de los vehículos de Fórmula 1 acaban por llegar a los coches comerciales, pero con los eléctricos es diferente.

Así lo cree Juan Manuel Muñoz Guijosa, profesor titular del departamento de Ingeniería Mecánica en la Escuela de Ingenieros Industriales de la UPM. "La tecnología que hay en un coche eléctrico es la que se utiliza en cualquier instalación eléctrica de potencia. En este ámbito no hay mucha innovación", señala, antes de añadir que en la parte eléctrica un coche "es muy similar a lo que puede ser un tren".

Las baterías merecen toda la atención

Como en los smartphones y en otros productos electrónicos, "la clave está en las baterías", sentencia Redondo, haciendo hincapié en la necesidad de aumentar la densidad energética. Es la capacidad de acumular energía, que se mide en kWh, comparándola con dos parámetros: peso y volumen. El objetivo es meter tantos kWh como puedan caber en el mínimo de kilogramos y centímetros cúbicos.

Por el momento la tecnología de ion-litio en las baterías no tiene rival, pero sigue pareciendo insuficiente. Y su evolución es lenta. Da la sensación de que cuesta mucho esfuerzo mejorar la densidad energética. Tesla es quizá el fabricante que más ha avanzado en este camino, pero la autonomía de su Model S es superior a la del Nissan Leaf y otros vehículos eléctricos en parte porque el volumen y el peso de su batería son mayores.

¿Cuál es el límite para aumentar de tamaño la batería en un coche comercial? El precio. Redondo explica que en los vehículos eléctricos las baterías son un factor determinante en el coste total. "Si colocas una batería que dé una autonomía de 400 kilómetros, el problema estaría en comercializar ese vehículo a un precio competitivo en la gama media". El Leaf ofrece 199 km de autonomía, aunque la incipiente segunda generación de baterías ofrecerá 250 km en un mismo peso y volumen.

"En coches por encima de 90.000 ó 100.000 euros no tiene tanto impacto el precio de la batería", apunta Redondo. En este caso hay más margen para aumentar el coste final y la batería puede ser más grande.

Así se recarga el Nissan Leaf. Nissan

"Las baterías de ion-litio tienen una densidad más o menos de 120 Wh/Kg o 150 Wh/Kg", indica Muñoz Guijosa. "Llevan años diciendo que se van a alcanzar los 300 Wh/Kg, pero yo no lo he visto todavía en el mercado". Un estudio de la consultora especializada Advanced Automotive Batteries da a la batería de Tesla 233 Wh/kg, mientras que el estándar de la industria -el Nissan Leaf incluido- estaría en torno a los 150 Wh/kg o más bajo.

La diferencia entre el almacenamiento que unos y otros fabricantes consiguen no es tanta si se compara con el que ofrecen los derivados del petróleo. "De momento la gasolina es el mejor sistema de almacenamiento de energía, porque en un kilo de gasolina te caben 12.000 Wh y, sin embargo, en un kilo de ion-litio te caben 150 ó 200 Wh", destaca Muñoz Guijosa.

Con un depósito de 40 ó 50 litros (kilos) de gasolina se pueden hacer 500 Kilómetros fácilmente. En cambio, una batería de coche eléctrico pesa cientos de kilos y el coche de mayor autonomía, el modelo S de Tesla, sólo puede recorrer algo más de 400 kilómetros.

¿Qué necesita un coche eléctrico? "Autonomía y reducción de coste", Muñoz Guijosa es bastante claro. "Si un coche eléctrico tuviera 700 kilómetros de autonomía y costara lo mismo que un utilitario normal, por debajo de 20.000 euros, sería el sustituto perfecto".

Para esto hay que rebajar el coste y también el peso del coche, lo que abre otra vía de investigación, la de los materiales alternativos. Como la fibra de carbono, que tiene la misma resistencia que el acero y pesa cuatro veces menos.

“Si divides por cuatro el peso de un coche también divides por cuatro la cantidad de energía que necesitas para ofrecer la misma autonomía”, ilustra de forma gráfica Muñoz Guijosa. O bien, con la misma energía, se puede multiplicar por cuatro la autonomía.