Para garantizar unos requisitos de seguridad mínimos, existe una normativa de homologación -el Reglamento 100 CEPE/ONU- que recoge una serie de pruebas que debe superar cualquier batería de alta tensión que vaya montada en un coche. Se trata de unos requisitos mínimos, que obviamente superan de manera holgada las baterías de todos los eléctricos homologados en la actualidad, pero que nos van a servir para comprender qué clase de problemas puede tener que afrontar una batería, qué medidas de seguridad incorporan para gestionarlos y cuáles pueden ser las peores consecuencias esperables, según recoge autofacil y comparte VueltarapidaGT para Periodista Digital.
Qué pruebas se realizan con las baterías
1. Vibración
Se somete a la batería a vibraciones de distintas frecuencias –entre 7 y 50 Hz- e intensidades -desde suaves y hasta 1 g*–durante tres horas y en dirección vertical respecto del montaje de la batería en el vehículo. Esta prueba simula el traqueteo durante la marcha normal, y su propósito es comprobar que los componentes internos no se mueven lo bastante como para colisionar con algo -bajas frecuencias- ni se aflojan -las uniones roscadas-. Este ensayo no es destructivo, y la batería debe salir de él funcionando.
2. Ciclado térmico
Se calienta y se enfría la batería a lo largo de varios ciclos. Primero se coloca la batería en una cámara a 60 grados. Entonces, se la deja a esta temperatura durante seis horas y seguidamente se reduce la temperatura de la cámara a -40ºC en menos de 30 minutos… y se vuelven a esperar otras seis horas. Esta operación de calentamiento/enfriamiento se repite hasta completar un total de cinco ciclos. Después, se deja la batería a temperatura ambiente durante 24 horas. Tras todo este proceso, la batería debe funcionar con normalidad.
3. Cortocircuito externo
Consiste en cortocircuitar los terminales externos de la batería. Al unir positivo y negativo, vamos a demandar de la batería una intensidad casi infinita. Este test pone prueba las protecciones internas de la batería: fusible y relés o contactores electromagnéticos deberán intervenir, cortando la corriente o limitándola a un valor seguro, antes de que la batería sufra daños. Esta prueba puede inutilizar la batería, pero no puede provocar fugas, fuego, una explosión, etc.
4. Choque mecánico
Simula la deceleración que sufriría la batería como consecuencia de una colisión, y pone a prueba tanto la construcción de la batería como sus sistemas de anclaje al vehículo. La batería se ensaya tanto en dirección longitudinal como transversal, alcanzándose una deceleración mínima de 15 G y máxima de 28 G durante un tiempo de, al menos, 120 milisegundos. Este ensayo no debería ser destructivo, aunque la norma no requiere que tras la prueba la batería siga funcionando.
5. Integridad mecánica
La batería se comprime empleando una placa con una forma especial -ver foto-, para simular qué ocurriría en un choque con deformación de la carrocería cuando esta comenzara a comprimir la batería.
La fuerza aplicada es de 10 toneladas, y el tiempo de aplicación debe de ser inferior a 10 segundos. Este ensayo es destructivo -la batería queda deformada-, pero no deberían producirse incidentes como chispas, fugas de electrolito, fuego o explosiones.
6. Resistencia al fuego
Es la prueba más espectacular. Se coge una bandeja del tamaño de la batería, se llena de combustible y se le prende fuego. Después, en una primera fase que dura 60 segundos, se acerca la batería a 3 metros del fuego. Y seguidamente, se coloca la batería sobre el fuego durante 70 segundos. Tras ese tiempo, se retira la bandeja en llamas, pero no se puede tocar la batería: si hay algo ardiendo -como conectores de plástico- se debe dejar que siga ardiendo. Obviamente, este test es destructivo.
La batería puede incendiarse, pero no debe explotar. Por explosión entendemos que reviente con expulsión violenta de gases, líquidos inflamables o fragmentos.
7. Sobre-carga y descarga
Tratamos de cargar y descargar la batería más allá de lo que el fabricante considera recomendable, lo cual podría dañarla e, incluso, incendiarla. Lo que debe ocurrir en esta prueba es que el sistema de gestión de la batería o BMS abra los contactos para protegerla. En principio, no debería ser destructiva.
8. Sobretemperatura
La batería nunca debe funcionar a una temperatura superior a la especificada por el fabricante como temperatura máxima de trabajo.
De manera que se calienta la batería hasta esa temperatura y se comprueba que las protecciones internas actúan para abrir los interruptores internos de la batería, cortando el flujo de corriente.
