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Con la proliferación de vehículos electrificados, las baterías de estos coches han ganado en importancia. Pero al igual que ocurre con cualquier dispositivo capaz de almacenar energía, estas baterías son susceptibles de liberar energía de forma violenta. Entonces, ¿son lo suficientemente seguras para su uso diario?
Al igual que con el resto de dispositivos y piezas de un automóvil, las baterías del coche necesitan ser homologadas para garantizar unos requisitos mínimos de seguridad. En este caso, deben superar unas exigentes pruebas –Reglamento 100 CEPE/ONU– que deben superar todas aquellas baterías de alta tensión que estén montadas en un coche.
Se trata de superar unos requisitos mínimos que superan de forma holgada todas las baterías comerciales, pero que sirven para comprender de qué forma pueden soportar todo tipo de problemas, qué medidas de seguridad incorporan para gestionarlos y cuáles pueden ser las peores consecuencias esperables.
Prueba de vibración
Se somete a la batería a vibraciones con distintas frecuencias, entre 7 y 50 Hz, e intensidades -desde suaves hasta fuerzas de 1 g- durante tres horas y en dirección vertical respecto al montaje de la batería en el vehículo.
Se simula el traqueteo durante una marcha normal, y su propósito es comprobar que todos los componentes internos con los que se cuenta no se mueven lo suficiente como para colisionar con algo -a bajas frecuencias- ni se aflojan las uniones atornilladas.
Este ensayo no es de tipo destructivo, por lo que la batería debe finalizar este test completamente operativa.
Test de ciclado térmico
En esta prueba, se enfría y se calienta la batería a lo largo de varios ciclos. Primero, se coloca en una cámara a una temperatura de 60 grados; entonces, se deja a esta temperatura durante seis horas, y seguidamente se reduce la temperatura de la cámara a -40º en menos de 30 minutos, y se vuelven a esperar 6 horas.
Esta operación se repite hasta completar un total de cinco ciclos, para posteriormente dejar la batería a temperatura ambiente durante 24 horas. Una vez finalizado este test, la batería tiene que seguir siendo completamente operativa.
Cortocircuito externo
En esta prueba se cortocircuitan los terminales externos de la batería. Al unirse los polos positivo y negativo se demanda una intensidad casi infinita en la batería, por lo que se ponen a prueba sus protecciones internas: fusibles y relés o contactores electromagnéticos, que deben intervenir bien cortando la corriente o limitándola a un valor seguro antes de que se sufran daños.
Esta prueba puede causar daños importantes a la batería, tanto como para inutilizarla, pero no deben producirse fugas, fuegos ni explosiones.
Choque mecánico
En esta ocasión se simula la deceleración que sufriría la batería en caso de colisión, y pone a prueba tanto su construcción como sus sistemas de anclaje al vehículo. Este test se lleva a cabo tanto en dirección longitudinal como transversal, alcanzándose una deceleración mínima de 15G y máxima de 28G durante un tiempo de, al menos, 120 milisegundos.
Aunque este ensayo no debería ser destructivo, la normativa no exige que, después de realizarlo, la batería continúe siendo completamente operativa.
Integridad mecánica
La batería se comprime empleando una placa con una forma diseñada para este fin para simular qué ocurriría si se produce un choque con deformación de la carrocería cuando esta comenzara a comprimirla.
Se aplica, en este caso, una fuerza de 10 toneladas en un tiempo que debe ser superior a 10 segundos.
Este test es destructivo, es decir, la batería queda deformada e inutilizada, pero no deben producirse en él incidentes como chispas, fugas de electrolito, fuego o explosiones.
Resistencia al fuego
Se coge una bandeja del tamaño de la batería, se llena de combustible y se prende fuego. Después, en una primera fase que dura 60 segundos, se acerca la batería a al menos 3 metros. Pasado este tiempo, se coloca la batería sobre el fuego durante 70 segundos.
Después de este tiempo, se retira la bandeja en llamas, pero no se toca la batería en ningún momento. Si en ella hay algo ardiendo, como los conectores de plástico, por ejemplo, se debe dejar que siga ardiendo.
Sobrecarga y descarga
En esta prueba se intenta cargar y descargar la batería más allá de lo que su fabricante considera recomendable. Esto podría dañarla e, incluso, hacer que se incendie. Se busca comprobar si su sistema de gestión o BMS abre los contactos para protegerla.
Sobre temperatura
La batería nunca debe funcionar a una temperatura superior a la especificada por el fabricante como máxima de trabajo. En esta prueba, se calienta la batería hasta esa temperatura y se comprueba si las protecciones internas funcionan para abrir los interruptores internos son capaces de cortar, de forma eficaz, el flujo de corriente.
Nuevas pruebas
Naciones Unidas se encuentra estudiando, en la actualidad, nuevos repertorios de pruebas que mejoren la seguridad de los vehículos eléctricos. Uno de los grupos de pruebas que, probablemente, entren en vigor en un futuro inmediato es el de penetración: consiste en clavar un dispositivo de ensayo que traspase varias celdas. También se estudia incluir la inmersión de la batería en agua salada, o la de propagación: qué ocurre con las celdas aledañas y a la batería completa cuando una de sus celdas queda dañada hasta el punto de sobrecalentarse, explotar e incendiarse.
