Consiguen recargar una batería de 40 kWh del cero al 80% en menos de 90 segundos

Aunque no es muy conocida entre la mayoría del público, Hofer Powertrain es una reputada compañía alemana con cuatro décadas de experiencia, proveedora de avanzadas soluciones de propulsión y almacenamiento de energía tanto en el campo de la electromovilidad y los sistemas híbridos como en el de los motores de combustión, encargándose no solo de la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías, sino también de su industrialización e, incluso, de su producción. Y recientemente han desvelado que trabajan desde 2019 en una innovadora batería, bautizada BlueFire, con la que están consiguiendo resultados espectaculares.

Según Hofer Powertrain, todo comenzó cuando detectaron la oportunidad de negocio que se abría con las competiciones deportivas de vehículos eléctricos, pues previeron una alta demanda de baterías muy potentes y eficientes destinadas al automovilismo, y decidieron desarrollar una nueva tecnología de acumuladores basada en celdas extremadamente seguras y capaces de soportar corrientes de carga de hasta 3,75 megavatios. Es decir, 3.750 kW de potencia. Por hacernos una idea de lo que eso supone, cuando enchufamos un vehículo eléctrico en una toma doméstica, suele cargarse, en función de la red, a una potencia de entre 1,9 y 3,7 kW, y los postes domésticos más habituales, tipo wallbox, suelen cargar a potencias de hasta 7,4 o, en ciertos casos, 11 kW. En estaciones rápidas de corriente continua lo más frecuente es encontrar potencias de carga de 50, 100 o 150 kW, y, si hablamos de puntos ultrarrápidos, el máximo ronda los 350 kW; en línea con la máxima potencia que admiten eléctricos tan vanguardistas como el Hyundai Ioniq 5 o el Kia EV6.

El resultado de aquella investigación de Hofer Powertrain iniciada hace cuatro años fue su batería BlueFire, que entraría en la categoría de lo que los expertos llaman flash charge, y que podríamos definir como recargas prácticamente instantáneas, ideales para deportes del motor en los que se necesitará mucha rapidez, pero también gran fiabilidad. Porque es bien sabido que, a mayor potencia de carga, mayores temperaturas se alcanzan durante el proceso y más daños a corto, medio o largo plazo pueden producirse en la batería. Y una de las claves para evitarlo está en el llamado BMS (Battery Management System, o sistema de gestión de la batería), que podemos considerar el cerebro de la batería porque se encarga de controlar cómo se carga y cómo se descarga, mejorar la tasa de utilización de la batería, evitar que se descargue demasiado o se sobrecargue, vigilar la temperatura del proceso y, en general, extender lo más posible la vida útil del sistema.

En el caso de la batería BlueFire, Hofer Powertrain empleó su BMS más avanzado en ese momento, mientras que para el punto de recarga decidieron partir también de una estación ya disponible, dotada de toma CCS de carga rápida en corriente continua, pero modificada para que pudiera suministrar 3,75 MWh, unas 10 veces más de lo que llegan a recargar habitualmente. En cuanto al vehículo, decidieron montar su nueva batería de tecnología LTO (óxido de titanio y litio) en un kart de competición, sometido a una prueba intensa que simulaba carreras de larga duración.

Una recarga total cada 10 minutos

Y el resultado de la primera experiencia fue sorprendente, porque la batería, con una capacidad útil próxima a 40 kWh y que el kart eléctrico agotaba cada 10 minutos y medio (a ritmo de carrera, tres vueltas en el circuito donde Hofer Powertrain realizó el ensayo), podía recargarse en cada paso por boxes en menos de 90 segundos, el tiempo necesario para pasar del cero al 80% de su capacidad. Eso permitiría ya su aplicación al mundo de la competición automovilística; e incluso a las pruebas de resistencia, con hasta 24 horas de duración, pues el kart utilizado en el ensayo completaría 1.000 vueltas al trazado, con cerca de 350 ciclos consecutivos de carga y descarga de su batería BlueFire.

Aunque no es lo mismo desarrollar una batería para un día de uso en una carrera que para garantizarla por un mínimo de 10 años en un vehículo de calle, sus creadores ven potencial en el uso cotidiano, donde baterías y cargadores de este tipo situados junto a las vías rápidas permitirían recargas tan rápidas como el repostaje de un vehículo con motor de combustión; pero en Hofer Powertrain siguen centrados en su primer objetivo, vinculado a la competición. Al parecer, tras el test con el kart han realizado otros ensayos a diferentes escalas que les permite ser muy optimistas sobre un próximo prototipo LMD como los usados en las 24 Horas de Le Mans, pero dotado de mecánica 100% eléctrica y que podría recargar sus baterías aún más deprisa, pues el plan a corto plazo de los ingenieros es lograr cargas del 5 al 85% en poco más de un minuto.

Porque, además, la evolución prevista por la compañía alemana afecta también a la densidad energética de la batería, ya que los primeros acumuladores utilizados tenían 46 Wh/kg, pero en el prototipo X1 LMDe con el que trabajan actualmente han conseguido una densidad de energía de 85 Wh/kg, y ya tienen previsto un X2 LMDe para 2024 en el que ese valor alcanzará los 115 Wh/kg, mientras que para 2025 esperan tener listo el prototipo definitivo, denominado X3 LDMe, con una batería cuya densidad energética será de 135 Wh/kg. Con ello, el peso de la batería se reduciría a un tercio respecto al primer prototipo BlueFire, lo que también resulta clave de cara a las carreras.

Para Gerold Sluka, responsable de baterías en Hofer Powertrain, "el objetivo final en las carreras de resistencia es acortar los tiempos de carga durante las paradas en boxes para que los coches regresen a pista en poco tiempo. Sucede exactamente eso cuando la energía de carga necesaria se transfiere a la batería BlueFire utilizando el sistema de carga de 3,75 MWh y los conectores apropiados, un sistema integrado que convertirá las carreras de resistencia eléctricas LMDe en una experiencia espectacular y emocionante, comparable a la nueva serie LMDh actual", en referencia a los prototipos de mecánica híbrida que se han generalizado esta temporada.