¿Ha intentado alguna vez vender un coche eléctrico? Es difícil, como le dirá cualquier vendedor de coches, pero vender un coche eléctrico usado es casi imposible.
Dos factores importantes son el rápido avance técnico, sobre todo en tecnología de baterías, y los inmensos costes de reparación si fallan componentes importantes como la batería.
Tiempo de desarrollo de los propulsores
Hasta ahora, la velocidad de desarrollo de un nuevo modelo en los fabricantes alemanes superaba los 50 meses. Tesla tarda entre 18 y 24 meses y los fabricantes chinos entre 14 y 18 meses. Ahora, los fabricantes alemanes también están acelerando el ritmo en sus departamentos de desarrollo y quieren reducir el tiempo de desarrollo de nuevos modelos a 36 meses.
Fabricantes chinos de coches eléctricos sin fábrica
Los nuevos fabricantes de coches eléctricos están desarrollando un modelo de negocio similar al de la industria de semiconductores, con fabricantes de circuitos integrados sin fábrica como Nvidia, AMD y Qualcom. Se concentran en el diseño y la venta de sus chips, pero han externalizado la producción de obleas, las pruebas y el embalaje a terceras empresas.
China fabricó 26,1 millones de coches y unos 4 millones de vehículos comerciales el año pasado. Según fuentes internas, la capacidad de producción es de 42 millones de vehículos. Los fabricantes de e-cars sin fábricas antes mencionados se aprovechan de esta circunstancia y encargan a empresas externas la producción del motor electrónico, la batería, la electrónica de potencia y el chasis.
Comparación de costes de los componentes de un e-car frente a los de un motor de gasolina
Los costes de un coche de gama media con unos 140 KW/190 CV son los siguientes. Un motor de gasolina cuesta entre 3000 y 4000 euros. En cambio, un motor síncrono de excitación permanente cuesta de 1200 a 1400 euros, más la electrónica de potencia, de 800 a 1200 euros, es decir, un total de 2200 a 2400 euros.
A 300 euros, la caja de cambios de entrada de un coche eléctrico es muy barata, mientras que una caja de cambios de doble embrague para un motor de combustión cuesta 2.100 euros.
Lo contrario ocurre con el sistema de almacenamiento de energía. Las baterías de iones de litio con cátodos de níquel-manganeso-cobalto más utilizadas en Alemania(Fig. 2,3,4) se ven afectadas principalmente por el precio de las materias primas. Las baterías de iones de litio son superiores a las de fosfato de hierro y litio (LFP) en términos de densidad energética en vatios hora por kilogramo de peso de la batería, pero también tienen el precio más elevado. Alrededor de 90 euros por kWh es el coste a nivel de celda y 128 euros por kWh a nivel de paquete de baterías.
Una batería de 60 kWh cuesta unos 8.000 euros, el depósito de gasolina sólo 100 euros. Los costes de calefacción y refrigeración son idénticos: 1.000 euros cada uno.
En resumen, el tren motriz de un coche eléctrico cuesta unos 11.600 euros, frente a los entre 6.200 y 7.200 euros de un motor de combustión de la misma potencia.
Las baterías de LFP son alrededor de un 25% más baratas, pero sólo tienen una densidad de 160 kWh/KG, lo que significa que requieren más espacio y peso para la misma autonomía. Las baterías de litio hierro fosfato se instalan, por ejemplo, en los siguientes modelos
- BYD: Seal, Atto 3, Han, TANG
- Tesla: Model 3 tracción trasera, Model Y tracción trasera
- MG: MG4 estándar, ZS EV estándar, MG5 eléctrico estándar
- ORA: ORA Funky Cat 48 kWh
Fig. 2: Precios máximos anuales del níquel como material catódico en $/t
Fig. 3: Precio medio del material catódico manganeso en $/t
Fig. 4: Precio medio del material de cátodo cobalto en $/t
Audi contraataca con tecnología punta
El nuevo paquete de baterías de Audi consta de 12 módulos de celdas, cada uno con 15 celdas prismáticas. La empresa ha optado por la tecnología NMC 811 con una química catódica basada en un 80 % de níquel, un 10 % de manganeso y un 10 % de cobalto. Con ello se consigue una densidad energética excepcional de 300 Wh/kg a nivel de célula. El contenido energético del sistema es de 100 kWh con un nivel de tensión de 800 V, lo que permite una autonomía de 625 km.
Este es el intento de Audi de desmarcarse de la tecnología china del mercado de masas.
Fig. 5: Estructura del sistema de baterías del Audi A6 e-tron con una densidad energética de 300 Wh/kg
Cambio de juego: ¿batería de iones de sodio?
La batería de iones de sodio podría cambiar las reglas del juego. Es hasta un 40 % más barata (objetivo 50 $/kWh) que las baterías de iones de litio. También es independiente de materiales críticos como el cobalto o el litio, que se extraen en condiciones problemáticas. El riesgo de incendio también es mucho menor con este tipo, que además emite menos calor, lo que significa que las celdas pueden empaquetarse más densamente.
Las primeras series de vehículos, como el JAC Yiwei EV, llevan varios meses en el mercado(Fig. 1). La capacidad de la batería es de 25 kWh con una densidad energética de 120 Wh/kg. La autonomía debería ser de 252 km según la norma china E10X. BYD también tiene la intención de seguirle pronto con el modelo Seagull, al igual que el líder del mercado mundial CATL, que han realizado grandes inversiones en esta tecnología de baterías.
En pocas palabras
- El tiempo de desarrollo de un nuevo tipo de coche es de 14 a 24 meses para los fabricantes chinos y Tesla, aproximadamente la mitad que para los fabricantes alemanes, que pretenden 36 meses en lugar de 50 como nuevo objetivo.
- Los costes de los componentes de un coche eléctrico de gama media con 140 KW/190 CV de potencia para el tren motriz completo, incluida la batería y la electrónica, rondan los 11.600 euros. Los costes de un motor de combustión de la misma potencia, incluido el motor, la caja de cambios de doble embrague, el depósito de combustible, etc., rondan los 6.500 euros.
- Los costes de las materias primas que determinan el precio del litio, el manganeso, el cobalto y el níquel han vuelto a un nivel relativamente normal tras los niveles récord de 2021/2022. El carbonato de litio alcanzó un precio máximo de 80.000 $/t en 2022. A principios de este año se pagaba menos de 14.000 $/t.
- La producción masiva de baterías de iones de sodio que acaba de iniciarse en China podría cambiar las reglas del juego. Los objetivos de precios de las baterías muy por debajo de 50 euros por Wh y la falta de dependencia de materias primas críticas son luces de esperanza
Cualquiera que observe la Figura 6 Densidad energética en Wh/kg reconocerá que aún queda mucho camino por recorrer en términos de desarrollo. Un coche diésel moderno consume unos 50 kg (61 litros) de combustible para un trayecto de 1.000 km, mientras que un vehículo de hidrógeno se las arregla con unos 7 kg de H2. Un coche eléctrico necesita unos 180 KWh con un consumo de 18 KWh/100 km. Por tanto, una batería equivalente para un viaje sin paradas pesaría al menos 750 kg y costaría hoy unos 25.000 euros.
Fig. 6: Densidad energética en Wh/kg de peso de la batería o de combustible
Muchos caminos llevan a Roma, esperemos encontrar el correcto.
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Atentamente
Hans-Joachim Friedrichkeit
