Tesla ha patentado un nuevo diseño para sus packs de baterías que incorporan un sistema de enfriamiento que utiliza placas disipadoras del calor que, muy probablemente, ya se esté incluyendo en los actuales equipos de almacenamiento estacionarios de energía del fabricante californiano.
La mayoría de los fabricantes de vehículos eléctricos incluyen en ellos baterías formadas por celdas en forma de bolsa o prismáticas. Pocas excepciones existen a esta norma, aunque la más significativa es precisamente Tesla que, en colaboración con Panasonic, utiliza celdas cilíndricas, similares a las pilas que todos conocemos, que se apilan y conectan para formar una gran batería de alto voltaje formada por miles de ellas.
Tesla ha estado usando un paquete de celdas identificado por el número de modelo "18650" en los Tesla Model S y Model X desde 2013. Son celdas de batería pequeñas, un poco más grandes que las pilas AA estándar. Las celdas cilíndricas de Tesla tienen 18 mm de diámetro y 65 mm de alto. En la Gigafactoría de Nevada, Tesla produce un diseño de celda llamado "2170", que tiene 21 mm de diámetro y 70 mm de altura que es el que utiliza el Model 3 y es un 46% más grande en volumen que el 18650 y entre 10% y 15% más eficiente. La batería de 100 kWh de capacidad alberga 516 celdas en cada módulo para un total de 8.256 celdas capaces de almacenar un poco más de 100 kWh de energía, lo que permite a los coches disfrutar de un alcance superior a los 480 kilómetros.
Todas estas celdas generan un calor en el interior del paquete que es necesario disipar para no provocar fallos en las baterías, entre ellos la aceleración térmica que puede acabar creando cortocircuitos internos y, en casos extremos, hasta un incendio. Tesla ya contaba con unos de los sistemas de refrigeración de las baterías mejor implementadas del mercado, que se reflejaba en la escasa pérdida de autonomía de sus coches eléctricos a lo largo de los años, que significa que la degradación de sus baterías es mínima.
Imágenes incluidas en el informe de solicitud de las patentes de Tesla.
Recientemente, Tesla ha terminado de refinar su tecnología y ha solicitado una patente llamada "nuevo sistema de almacenamiento de energía que incluye un sistema de refrigeración que se basa en placas" que supone un avance sobre las dos patentes que describían los nuevos sistemas que aumentaban la seguridad de las baterías ante un incendio, evitando su propagación y facilitando a los bomberos su extinción.
Tesla explica en su solicitud de patente cómo funciona el nuevo sistema de refrigeración. Sobre cada uno de los extremos de las celdas, identificados como terminal positivo y termina negativo. Sobre las múltiples celdas de la batería se colocan dos interconexiones sobre las múltiples celdas de la batería. Esto da lugar a que los múltiples conectores de la primera celda conectan el terminal positivo a la primera interconexión. De manera similar ocurre con la segunda celda conectando el terminal negativo de las celdas de la batería a la segunda interconexión.
Conexión de las celdas de batería dentro del módulo.
Una placa superior que tiene un lado interior y un lado exterior se coloca sobre la primera y la segunda interconexión. La placa superior incluye una o más áreas debilitadas por encima de las celdas de la batería. Estas regiones son físicamente y químicamente más débiles en comparación con las circundantes y pueden romperse cuando se acumula presión debido al fallo de una celda y, por lo tanto, es más probable que ocurra un fallo mecánico en ellas cuando una celda de batería libera gas. Estas áreas también fallan cuando se produce una combinación de fallo físico y químico.
Interconexiones entre las celdas de un módulo de batería.
Las patentes de Tesla
Tesla es asiduo a la solicitud de patentes que mejoran el funcionamiento de los sistemas de sus coches eléctricos. Entre las últimas patentes conocidas están los nuevos limpiaparabrisas electromagnéticos más eficientes o las celdas de baterías con un electrolito de dos aditivos que ofrece mayor rendimiento y vida útil a un precio más bajo.
También registró un chasis de unas sola pieza del Model Y, un sistema de seguridad para las baterías, un procedimiento para solventar los desajustes de los paneles de la carrocería del Model 3, otro para automatizar la instalación del cableado o uno más parea un conector de carga refrigerado.
Otras patentes están relacionadas con la nueva computadora neuronal que ya se monta en todos sus coches y también para olvidar la necesidad de poner en marcha los intermitentes en los cambios de carril.
La última patente solicitada ha sido para un sistema de dirección asistida más compacto y más eficiente que los existentes actualmente a nivel comercial.
