La tecnología de baterías para vehículos eléctricos (VE) ha avanzado considerablemente en los últimos años, volviéndose significativamente más segura y fiable. Sin embargo, persiste la preocupación por los incendios en las baterías de VE, principalmente debido al riesgo, ampliamente publicitado, de fallos espectaculares que provocan incendios intensos. Estos incidentes, aunque poco frecuentes, son difíciles de extinguir, lo que aumenta la sensación de riesgo.
En este artículo, exploraremos las causas comunes de incendios de baterías de vehículos eléctricos, cómo se mitigan estos riesgos y qué se puede hacer para evitar estos problemas, ya sea que conduzca un vehículo eléctrico fabricado en fábrica o trabaje en un proyecto de conversión de vehículo eléctrico.
En este artículo: La realidad de los incendios de baterías de vehículos eléctricos | Causas comunes de incendios de baterías de vehículos eléctricos | Cómo prevenir incendios de baterías
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La realidad de los incendios en las baterías de los vehículos eléctricos
A lo largo de los años, los incendios en las baterías de vehículos eléctricos han generado mucha atención, pero es fundamental comprender que todos los dispositivos de almacenamiento de energía conllevan cierto nivel de riesgo , ya sea una batería, un tanque de combustible o incluso la caldera de una máquina de vapor. Así como las innovaciones en seguridad han mejorado la seguridad de los tanques de combustible y las calderas, la tecnología de seguridad de las baterías también ha avanzado significativamente, gracias en parte a los estrictos estándares de control de calidad impuestos a todos los fabricantes.
Estas normas han reducido el riesgo de un evento térmico descontrolado en las baterías de los vehículos eléctricos, lo que hace que estos incidentes sean extremadamente raros. Sin embargo, "raro" no significa imposible, y comprender cómo ocurren estas fallas puede ayudarle a evitarlas.
Si bien los incendios de baterías de vehículos eléctricos son más difíciles de extinguir que los incendios de gasolina, ocurren con mucha menos frecuencia y tienden a propagarse más lentamente, lo que le da más tiempo para responder.
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Causas comunes de incendios en baterías de vehículos eléctricos
Cuando se trata de incendios de baterías de iones de litio, tres factores principales son responsables: calor excesivo , daños por perforación y carga a una temperatura demasiado baja .
1. Calor excesivo
Si una celda de batería alcanza cierta temperatura, puede incendiarse, como cualquier otra fuente de energía. En las baterías de iones de litio, esto se debe a la solución electrolítica dentro de la celda, que promueve una transferencia eficiente de electrones. Cuando la celda se calienta, el electrolito se expande y, si la presión aumenta demasiado, la celda puede romperse. Alrededor de los 420 °C , la solución se incendia al entrar en contacto con el oxígeno.
Esto desencadena una reacción en cadena donde las celdas circundantes siguen el mismo camino, a medida que el fuego las calienta. Si bien los sistemas de seguridad modernos hacen que este escenario sea improbable, no es imposible. Por ejemplo, si las corrientes incontroladas de un cargador elevan el voltaje a niveles críticos y el Sistema de Gestión de Baterías (BMS) no lo detecta, el resultado podría ser una fuga térmica . Esta fuga continúa calentando la celda, incluso después de detener la carga, lo que puede provocar la ignición del electrolito y la propagación del fuego por toda la batería.
Cabe destacar que muchas celdas no experimentan descontrol térmico, independientemente del voltaje al que se carguen. Cada celda de batería es diferente, por lo que es fundamental conocer y comprender las hojas de datos que explican los resultados de las pruebas de cada tipo de celda.
2. Daños por punción
Otra causa importante de incendios en baterías son los daños por perforación . Cuando una celda de batería se perfora, se produce un cortocircuito interno entre el cátodo y el ánodo , lo que genera un calor intenso. Este calor puede provocar la ignición del electrolito, especialmente al exponerse al oxígeno que entra por la perforación. Si una celda se incendia, las celdas de la batería, densamente agrupadas a su alrededor, también pueden calentarse, pudiendo incendiar todo el paquete.
Al igual que la exposición al calor excesivo, existen excepciones. Muchas células pueden perforarse sin que se produzca ningún evento térmico, y algunas son mucho más sensibles a este tipo de evento.
3. Carga a una temperatura demasiado baja
Este problema es menos común hoy en día gracias a las mejoras en las protecciones, pero sigue siendo un riesgo, especialmente con la carga rápida de CC en entornos fríos. Cargar una batería de iones de litio a temperaturas bajo cero puede causar un recubrimiento de litio en el ánodo, lo que daña permanentemente la batería. En casos extremos, este recubrimiento puede acumularse, presionando la membrana que separa los componentes positivo y negativo, lo que eventualmente puede provocar un cortocircuito e incendio.
Lo especialmente peligroso aquí es que el cortocircuito puede no ocurrir inmediatamente. Podría ocurrir más tarde, provocado por vibraciones o impactos , como un golpe demasiado fuerte contra un badén, lo que provoca una reacción en cadena inesperada.
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Cómo prevenir incendios de baterías
Afortunadamente, los fabricantes, tanto OEM como de posventa, cuentan con protocolos bien desarrollados para evitar estos problemas mediante sistemas de gestión de baterías (BMS) y unidades de control del vehículo (VCU) . Sin embargo, si está trabajando en un proyecto de conversión a un vehículo eléctrico , deberá tomar precauciones adicionales.
1. Comprenda las celdas que está utilizando
La mayoría de las celdas de repuesto incluyen datos de prueba que indican su sensibilidad a la sobrecarga, el calentamiento o la perforación. Comprender las celdas específicas con las que trabaja ayuda a evaluar los riesgos.
2. Asegúrese de que existan protocolos de seguridad
Asegúrese de que los protocolos de seguridad , como los integrados en el BMS, estén correctamente configurados y funcionando. Esto ayudará a mitigar el riesgo de sobrecarga, sobretemperatura o pinchazos.
3. Proteja su paquete de baterías
Proteger la batería de daños externos es fundamental. Muchos fabricantes de equipos originales (OEM) utilizan protección reforzada para los bajos, ya que las baterías de los vehículos eléctricos suelen instalarse bajo el suelo. En las conversiones, puede montar la batería en una ubicación diferente, pero independientemente de dónde la instale, la batería debe estar bien protegida contra daños en caso de accidente.
Además, asegúrese de que exista cierto nivel de contención entre la batería y los ocupantes del vehículo, similar a un cortafuegos entre el conductor y el tanque de combustible en un vehículo con motor de combustión interna (MCI). De esta manera, incluso en caso de fuga térmica, los ocupantes estarán protegidos de la batería.
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Conclusión
Si bien los medios de comunicación suelen destacar los riesgos de incendio en las baterías de vehículos eléctricos, la realidad es que son mucho menos comunes que los incendios en vehículos de combustión interna. Los métodos de control de calidad utilizados en la fabricación moderna de vehículos eléctricos, junto con diversas medidas de seguridad en el sistema de gestión de baterías (BMS) y la unidad de control de la ventilación ( VCU) , hacen que los incendios en las baterías sean muy improbables.
Las tres principales causas de estos incendios poco frecuentes son las altas temperaturas , los daños por perforación y la carga a temperaturas bajo cero . Incluso si falla una celda, el riesgo de una fuga térmica que afecte a toda la batería se minimiza gracias a un diseño cuidadoso y mecanismos de seguridad. Al comprender estos riesgos y tomar las precauciones adecuadas, ya sea en un vehículo eléctrico de fábrica o en un proyecto de conversión a medida, se puede reducir significativamente el riesgo de incendio en la batería.
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