Dos desafíos principales de los camiones eléctricos pesados: análisis en profundidad de la disposición de baterías y la tecnología de apilamiento

Cuando un camión eléctrico pesado completamente cargado circula por autopistas, el secreto de sus cientos de kilómetros de autonomía se encuentra dentro de su chasis y compartimiento de baterías. A medida que la ola de electrificación de camiones pesados barre la industria logística global, la disposición y la tecnología de apilamiento de los sistemas de baterías se han vuelto críticas para el éxito en el mercado.

Figura 1: Solución de refrigeración líquida para baterías de camiones eléctricos pesados

1-Disposición de baterías: ¿Cómo moldean tres soluciones los camiones eléctricos pesados?

a. Disposición trasera: Elección ágil para transporte de corta distancia

· Escenario: Operaciones de transporte corto en áreas cerradas como puertos, minas y acerías.

· Ventaja principal: Intercambio rápido de baterías (los tiempos específicos requieren validación), mejorando la utilización del vehículo.

· Limitaciones: Restricciones de capacidad de la batería (<350 kWh estándar de la industria), alto centro de gravedad que afecta la estabilidad.

· Compromiso espacial: Ocupa espacio de carga o cabina, reduciendo la capacidad de carga.

b. Disposición en chasis: Rey de la autonomía para transporte de larga distancia

· Avance de capacidad: La capacidad de la batería supera los 500 kWh (ej. soluciones reveladas de 513 kWh).

· Eficiencia espacial: Maximiza el espacio del chasis, evitando la invasión del espacio de carga.

· Seguridad: El diseño de centro de gravedad ultra bajo mejora la estabilidad a alta velocidad.

· Barreras técnicas: La integración del chasis exige mayor protección y gestión térmica.

c. Disposición inferior-lateral: Motor de eficiencia para redes de intercambio de baterías

· Innovación: El intercambio lateral de baterías aumenta la eficiencia operativa.

· Balance espacial: Preserva el espacio completo de carga, con autonomía entre disposiciones trasera y de chasis.

· Enfoque en seguridad: Requiere estructuras reforzadas de protección contra impactos laterales.

2-Tecnología de apilamiento: Soluciones eficientes de integración para paquetes de baterías de camiones

El apilamiento multicapa es clave para mejorar la densidad energética:

Figura 2: Caja de integración de refrigeración líquida apilada para camiones pesados

a. Apilamiento integrado sin marco:

· El apilamiento directo de celdas reduce componentes estructurales.

· Elimina módulos/marcos, permitiendo "Apilamiento Z sin costuras".

· Aumenta significativamente la densidad energética del sistema.

· Admite carga ultrarrápida (el rendimiento requiere validación).

b. Integración módulo-chasis (ej. MTB/CTC):

· Tecnología MTB: Los módulos se conectan directamente al bastidor, mejorando la utilización volumétrica.

· Batería Qilin(CTP 3.0): 72% de utilización volumétrica, densidad energética de 255 Wh/kg.

· Tecnología CTC: Las celdas se integran en la estructura del chasis, reduciendo el peso en un 10%.

c. Innovación en forma de celdas (ej. Batería Blade):

· Celdas planas estrechamente dispuestas, aumentando la utilización volumétrica (>50% según datos de BYD).

· Rompe los cuellos de botella de densidad energética de LFP.

3-Desafíos técnicos principales

Desafío 1: Seguridad estructural

· Condiciones extremas: Las colisiones con postes laterales amenazan las disposiciones laterales.

· Soluciones: Carcasas de aleación de aluminio de alta resistencia + amortiguadores; simulación de colisiones FEA; pruebas de impacto mecánico superiores a estándares nacionales.

Desafío 2: Gestión térmica

· Problema crítico: El control diferencial de temperatura dentro de los paquetes es vital.

· Innovaciones: Refrigeración líquida lateral (diferencial <3°C); tecnología de refrigeración directa por refrigerante; control dinámico MPC.

Desafío 3: Fatiga por vibración

· Riesgo oculto: La vibración vial causa daños estructurales.

· Estrategias: El apilamiento Z optimiza la distribución de tensiones; pruebas de vibración de espectro vial; materiales de alto amortiguamiento.

4-Tendencias actuales de desarrollo

· Las disposiciones en chasis dominan el transporte medio/largo recorrido: Se prefieren alta autonomía (>500 kWh) y bajo centro de gravedad.

· La integración CTC fusiona baterías con chasis, mejorando la utilización del espacio y la rigidez.

· La gestión térmica impulsada por IA permite un control preciso de temperatura (diferencial <5°C), extendiendo la vida útil de la batería.

· Las baterías semisólidas aceleran la comercialización, centrándose en seguridad y densidad energética.

Actualizaremos periódicamente la información y las tecnologías relacionadas con el diseño térmico y la reducción de peso. Gracias por su interés en Walmate