El cambio rápido de batería en los coches eléctricos: más rápido que repostar gasolina

Hemos hablado ya en otras ocasiones de los coches eléctricos, un tipo más de coche de los varios que hay a la venta, cuya singularidad radica en que en lugar de utilizar un combustible para moverse, normalmente gasolina o gasóleo, emplea electricidad.

Como sabéis un coche eléctrico no se reposta en una gasolinera, se recarga como cualquier otro dispositivo eléctrico o electrónico. Tiene una batería, incluye un cargador, se enchufa a una toma de corriente mediante un cable y después de un rato la batería estará recargada.

Se necesitan horas para recargar un coche eléctrico

La particularidad de un coche eléctrico es que esa batería es muy grande, tiene que acumular mucha energía eléctrica, del orden de varias decenas de kWh. Habitualmente en un coche eléctrico de tamaño medio alrededor de 20 o 25 kWh, y eso implica que no se recarga tan rápido como la batería de un teléfono o de un portátil.

Con una recarga normal, estándar o lenta, esa que tiene una potencia de recarga baja y que se puede hacer en nuestra casa, sea unifamiliar o un piso (siempre que se tenga una plaza de garaje y se instale en ella "el enchufe"), recargar por completo la batería de un coche eléctrico puede llevar entre 6 y 10 horas, según el tamaño de la misma.

Estaríamos hablando de una recarga con una potencia de unos 3,3 a 3,7 kW, a 230 V de corriente monofásica y 16 A. Lo que vendría a ser una toma doméstica. Eso sí, para tener 16 A hay que disponer de una base mural de recarga con toma específica (las llamadas WallBox), pues con un enchufe normal y corriente, el conocido como schuko (el de casa), la potencia baja a unos 2,2 kW y se limita a 10 A de intensidad de corriente, con lo que la recarga es todavía más lenta, de 10 a 12 horas.

En condiciones normales la recarga normal es suficiente para el día a día, uno llega a casa, aparca el coche eléctrico en el garaje, lo enchufa y lo deja programado para que se recargue durante toda la noche, sin prisa, y con electricidad más barata (al contratar la tarifa de discriminación horaria, la antigua tarifa nocturna).

Recargar el coche en media hora también es posible

Pero claro, los conductores también queremos poder recargar más rápido, sobre todo como garantía por si hay algún imprevisto o urgencia, o para poder realizar un trayecto más largo, por ejemplo un pequeño viaje más allá de la provincia.

De esta manera la industria del automóvil desarrolló la recarga rápida, en muy pocas palabras una recarga a una potencia más alta que reduce el tiempo necesario para cargar la batería. Hay diferentes estándares de recarga rápida según el tipo de conector empleado, pero estaríamos hablando de recargas de entre 43 y 60 kW de potencia aproximadamente (CHAdeMO por ejemplo, uno de esos estándares, viene a emplear 50-53 kW).

Esta potencia no está disponible en un domicilio, y se tiene solo en estaciones de recarga rápida específicas, que normalmente son de corriente continua y en trifásica, que se pueden encontrar en la vía pública, en estaciones de servicio o en aparcamientos públicos.

Con la recarga rápida recargar el 80% de la capacidad de la batería de un coche eléctrico viene a llevar menos de media hora.

No quiero tampoco olvidarme de que entre la recarga más lenta de 2 kW y la recarga rápida de 50 o 60 kW hay varias recargas intermedias con diferente potencia. Es habitual por ejemplo hablar de recarga semi-rápida con una potencia del orden de los 20 kW, y también de la recarga acelerada, que sí se puede tener en algunas casas, sobre todo si son unifamiliares, a unos 6,6 kW e incluso 10 kW de potencia (con 10 kW recargar un coche eléctrico "normal" puede llevar dos horas y media aproximadamente).

La recarga super-rápida: poder viajar

Pero claro, si la batería del coche eléctrico es muy grande, y queremos recargarla todavía más rápido, no queda otra que aumentar todavía más la potencia de recarga.

Así Tesla Motors, fabricante de coches eléctricos de alto nivel (se puede decir también premium) como el Tesla Model S, presentó la recarga super-rápida de sus supercargadores. Pensemos que si un coche eléctrico de tamaño medio y precio “asequible” tiene una batería de unos 20 o 25 kWh de capacidad como habíamos dicho antes, el Tesla Model S tiene una batería de 60 o 85 kWh, según elija el cliente.

Eso es mucha más energía acumulada, y para recargar tanta energía más rápido, se necesita mucha potencia. Los supercargadores Tesla empezaron funcionando con 90 kW de potencia, pero ahora mismo ya los hay de 120 kW y se ha empezado a instalar en Europa una nueva generación de 135 kW. Para que nos hagamos una idea, nos vale con recordar que la potencia contratada en un piso en España viene a estar entre 2,2 y 5,75 kW, fijaos en la diferencia.

De esta manera se puede recargar la mitad de la batería grande del Model S, la de 85 kWh, en menos de media hora, lo que viene a suponer recuperar unos 250 km de autonomía en unos 20 minutos, lo cual no está nada mal y permite hacer viajes largos de manera razonable. Por cierto, el uso de los supercargadores de Tesla es gratis, para siempre, para los clientes de la marca.

Con la gran ventaja que supone la recarga super-rápida, no debemos olvidar que esto implicaría reforzar la red de distribución de electricidad en ciertas zonas, si de pronto hubiera demasiadas estaciones de recarga super-rápida demandando electricidad al mismo tiempo. Por ahora, con pocas estaciones aquí y allá, el sistema funciona sin mayores necesidades.

La red de supercargadores de Tesla no existe solo en Estados Unidos, ya ha empezado a instalarse en Europa, y los planes de crecimiento incluyen también a España en el futuro cercano. Y además más fabricantes de coches eléctricos están estudiando este tipo de recarga.

El cambio de batería: más rápido que repostar

Pero aún con la recarga super-rápida, si tenemos prisa, o si estamos de viaje y no queremos parar más que lo imprescindible, había que pensar en otra solución. Y así hace ya varios años, concretamente a finales de 2007, el israelí Shai Agassi presentó la compañía Better Place (inicialmente conocida como Project Better Place).

Better Place, que conocimos personalmente en Dinamarca, proponía el cambio rápido de batería como una solución óptima para poder generalizar el uso de los coches eléctricos, no depender de esperar delante de un enchufe y poder hacer viajes.

El concepto es simple: quitamos la batería descargada, ponemos otra batería completamente cargada, el coche puede irse, y la batería descargada se queda en la estación para recargarse sin que eso afecte al conductor.

Y esto no es extraño, de hecho muchos de nosotros que usamos un smartphone o una cámara digital, solemos tener una segunda batería de repuesto para quitar y poner, para esos días donde no nos va a durar y no vamos a tener un enchufe a mano. La idea consiste en que se puede diseñar el coche eléctrico y su batería de modo que sea fácilmente extraíble desde debajo del coche y mediante un sistema automático.

Para ello hay que construir una infraestructura de estaciones de cambio de batería estratégicamente ubicadas, que exteriormente se parecen a un túnel de autolavado. El conductor llega con su coche, entra dentro del "túnel" y lo detiene sobre una plataforma.

Debajo de esta plataforma hay un foso por el que se mueve una base robotizada que se eleva hasta entrar en contacto con la cara inferior del paquete de baterías, desatornilla los anclajes que lo sujetan al bastidor del coche y desciende llevándose la batería.

Una segunda plataforma con una batería idéntica, pero completamente cargada, se mueve hasta colocarse debajo del coche y se eleva hasta colocarla en su sitio. De nuevo se atornillan los anclajes, el paquete de baterías queda perfectamente sujeto al bastidor, y el coche puede irse. En menos de cinco minutos se ha cambiado la batería. Lo podéis ver en funcionamiento en el vídeo superior.

¿Era esta idea de Shai Agassi completamente nueva? Pues en verdad no. En el año 1972 Mercedes-Benz fabricó 89 microbuses eléctricos con cambio de batería, el Mercedes-Benz LE 306. Eran en verdad furgonetas para pasajeros, eso que ahora llamamos transfer, que la marca alemana utilizó con fines experimentales para poner a prueba la tecnología. La batería se extraía por un lateral de manera manual, con un operario que manejaba una especie de carretilla elevadora. El proyecto finalmente se desestimó.

Pero Better Place se declaró en bancarrota

El proyecto de Better Place era muy interesante, pero no estaba del todo bien planteado, sobre todo porque su modelo de negocio era solo las estaciones de cambio de batería. Y esto no funcionó. En mayo de 2013 Better Place se declaró en bancarrota, después de intentar aguantar un tiempo con serios problemas económicos.

Better Place no fabricaba coches eléctricos, simplemente había llegado a acuerdos con algunos fabricantes de coches para que se acogieran a su estándar de cambio de batería Quickdrop. Solo el grupo Renault-Nissan decidió apoyar este estándar, pero en la práctica solo había un coche de producción en serie que lo utilizaba, el Renault Fluence Z.E. El Nissan LEAF, el coche eléctrico más vendido, no utilizaba el sistema de cambio rápido de batería.

Si a la poca oferta de coches eléctricos que admiten cambio de batería, añadimos lo costosas que eran las estaciones de cambio que habían desarrollado, la crisis económica y financiera que llegó a occidente justo en el momento en el que Better Place comenzaba andar, y las bajas ventas de coches eléctricos, desde luego muy por debajo de las previsiones, el fracaso del negocio se veía venir.

De todos modos se ha abierto una puerta a la esperanza para esta compañía, al ser comprada por un millonario que pretende reflotarla. Por ahora en Israel y Dinamarca intentarán seguir funcionando, aunque sea con menos estaciones.

La apuesta de futuro: Tesla cree en el cambio rápido de batería

Hemos visto que el modelo de negocio de Better Place no estaba bien planteado, era muy arriesgado, pues consistía solo en las estaciones de cambio rápido de batería. Pero hay algo que nos hace pensar que la tecnología en sí es viable, más allá de que en lo personal nos guste: Tesla Motors, y en concreto Elon Musk, su cofundador y director ejecutivo, creen en ella.

El señor Elon Musk no da puntada sin hilo. Su historial como emprendedor, del que os hablamos hace unos meses, no ha hecho más que confirmar que tiene ojo para los negocios, aunque sea teniendo paciencia y apostando a largo plazo, como se ha demostrado con la propia Tesla Motors. Solo recordaré que este señor está involucrado, o lo ha estado, en Zip2, en PayPal, en SpaceX, en Tesla Motors, en SolarCity y en Halcyon Molecular (tenéis más detalles en los enlaces).

Tesla Motors diseñó el excelente Tesla Model S compatible con el cambio rápido de batería. Y Elon Musk lo plantea como un servicio más al propietario de uno de estos coches. El negocio principal de Tesla Motors es fabricar y vender coches eléctricos, y también el servicio postventa, de revisiones y mantenimiento, como en cualquier marca de coches, algo que funciona.

Los supercargadores y el cambio rápido de batería son servicios complementarios para hacer todavía más atractivo el producto que vende y da dinero a la compañía: sus coches eléctricos. Y desde luego les va muy bien, Tesla Motors vende todo lo que fabrica, de hecho no da abasto y hay lista de espera para la entrega de los coches nuevos. Hasta se piensa en ampliar la factoría.

Incluso en algunos países el Tesla Model S vende tanto o más que los modelos de la competencia de gasolina. En los próximos años la marca crecerá con dos nuevos modelos, un todocamino grande eléctrico y 4x4, el Tesla Model X, y un poco después una berlina eléctrica más pequeña y más barata que el Model S, llamada Tesla Model E.

El sistema de cambio rápido de batería de Tesla fue presentado en junio de este año y ha sorprendido porque en menos de 90 segundos se cambia la batería de un Tesla Model S. En menos tiempo que lo que se tarda en llenar el depósito de gasolina de un coche similar (no os perdáis el vídeo que lo demuestra).

En tan solo un minuto y medio se recuperan los 500 km de autonomía (homologada en Europa según ciclo NEDC) del Model S y se puede seguir el viaje sin más, sin demoras, sin esperas.

Tesla va a empezar a construir su red de estaciones de cambio rápido de batería en Estados Unidos (todavía no hay ninguna estación en servicio). Si bien la recarga super-rápida es gratuita, por el cambio de batería se cobrará por cada cambio una cantidad similar a lo que costaría llenar un depósito de gasolina, unos 60 dólares (unos 45 euros al cambio).

Así, con una apuesta bien planteada y decidida, el cambio rápido de batería sí puede tener futuro, aunque también habrá que ver si los propietarios prefieren esto o los supercargadores.

Y ahora, ¿quién dijo que el coche eléctrico no sirve?

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