La electrificación del transporte impone nuevos desafíos al diseño de materiales para el sector automotriz. Los vehículos eléctricos (EVs) combinan sistemas de altas tensiones (400 V, 800 V y más), generación de calor, exigencias de peso y nuevas arquitecturas estructurales. En ese entorno, los plásticos ingenierizados se posicionan como alternativa para carcasas de baterías, conexiones de potencia, soportes estructurales y aislantes eléctricos.
Las ventajas son claras: menor peso, facilidad de integración de funciones, moldeabilidad compleja, e integración de funcionalidades (aislante + estructural + retardante de llama).Al mismo tiempo, deben cumplir requisitos de seguridad (arc-flash, incendio térmico, seguimiento, aislamiento), durabilidad (vibración, ciclos térmicos, químicos), y normativos (por ejemplo UL 94, rastreo, emisividad de humo).
El peso significa autonomía. Por ejemplo, se reporta que los sistemas de baterías en EVs pueden superar los 500 kg. Usar plásticos en las carcasas estructurales permite ahorros de hasta un 40 % de peso respecto al metal equivalente, según se ha reportado en algunos estudios del sector.
Desde el punto de vista de selección de materiales para baterías, un artículo reciente lista los plásticos más comunes: polipropileno (PP) para carcasas de batería, polietileno (PE) para separadores, policarbonato (PC), ABS, poliamida (PA), poliésteres como PBT para conectores.
En cuanto a retardancia al fuego, los fabricantes señalan que los plásticos deben atender riesgos adicionales en VE: arco eléctrico, sobretemperatura, propagación de llama, gases de batería.
De esta manera, el desafío es diseñar polímeros que combinen: ligereza, resistencia mecánica y térmica, propiedades dieléctricas e ignifugación.
Algunas de las aplicaciones clave identificadas con las siguientes:
Baterías y envolventes. Las carcasas de módulos de baterías y trays estructurales del pack deben manejar carga mecánica, impacto, vibración, y al mismo tiempo permitir la gestión térmica y aislamiento eléctrico. Un material descrito en el mercado usa termoplástico reforzado con fibra y retardante de llama para cubiertas de baterías, logrando ahorro de peso de hasta 40 % respecto al aluminio, además de un 30 % de menor espacio.
En otro ejemplo, la empresa Asahi Kasei desarrolló materiales tipo espuma-gránulo (SunForce) que logran cumplir con la norma UL 94 V0, pues alcanzan propiedades aislantes térmicas, y permiten reducir la masa frente a resinas sólidas convencionales para soportes de celdas.
Este tipo de aplicaciones muestra que no solo se busca reemplazar metal por plástico, sino que el plástico debe asumir funciones múltiples: estructural + aislante + retardante + térmica.
Conectores y montajes eléctricos. Específicamente, los conectores HV (alto voltaje) requieren materiales con elevada temperatura de uso, resistencia al tracking, aislamiento, retardancia al fuego. Según se ha mostrado recientemente, existe un grado de PBT especial para conectores 800 V+ que provee rendimiento eléctrico inigualable, seguridad y durabilidad.
Este tipo de polímero debe además cumplir normativas automotrices de seguimiento (CTI), pruebas de arco, estabilidad en ambientes de aceite, óxido, vibración. El proveedor de resinas señala que sus soluciones “ayudan a reducir peso, mejorar resistencia, cumplir requisitos de CTE, EMI, flame retardant” en baterías y cableado.
En síntesis: la selección del plástico para conectores ya no es solo mecánica, sino también eléctrica, térmica, funcional.
Estructuras y componentes ligeros. Más allá del sistema eléctrico, los plásticos también están entrando en la estructura del vehículo eléctrico: carcasas de baterías que forman parte del chasis, soportes, paneles de bajo del vehículo, etcétera. Por ejemplo, compuestos reforzados con fibra larga de vidrio o termoplásticos retardantes permiten sustituir acero y aluminio, mantener resistencia al impacto, mejorar la integración de funciones, reducir peso.
Aquí la ventaja es doble: reducción de peso para mayor autonomía; integración de funciones que permiten tener una menor cantidad de componentes y mayor eficiencia en manufactura. También se incrementan los retos de reciclabilidad, resistencia al fuego, compatibilidad térmica y sanitaria.
Requisitos técnicos y estándares de seguridad. La aplicación de plásticos en el ámbito de los EVs exige que se cumplan múltiples requisitos simultáneos, como la retardancia al fuego, el slamiento eléctrico, la resistencia térmica y química, el aligeramiento y manufacturabilidad y un mejor ciclo de vida y sostenibilidad.
Desafíos para la manufactura
Desde la perspectiva de un fabricante de componentes de alto valor, estos avances implican tanto oportunidades como retos. Entre las oportunidades que se identifican, el desarrollo de nuevos compuestos plásticos especializados para automoción eléctrica, la sustitución de metales y reducción de peso, el diseño e integración de ingeniería plástica avanzaday la apertura para servicios de valorización.
De la misma manera existen retos a enfrentar como la homologación, la compatibilidad entre materiales, la capacidad de reciclaje, la seguridad ante incendios extremos y el abastecimiento a lo largo de la cadena de suministros.
Para empresas en México que participan de la cadena global de vehículos eléctricos, el desarrollo de plásticos ligeros, aislantes y retardantes para baterías, conectores y estructuras presenta una vía de especialización de alto valor agregado, por lo que se aconseja a los fabricantes tener un enfoque técnico en ingeniería de materiales, generar sinergias con mecanismos relacionados con estrategias de nearshoring y el acceso de resinas y compuestos de alta especialidad.
Al mismo tiempo, la seguridad, la fiabilidad y la sostenibilidad se convierten en ejes clave: no basta con aligerar, es requerido garantizar que el componente plástico soporte el entorno extremo de un sistema de alta tensión, vibración, impacto y riesgo térmico. El camino exige rigor técnico, pero la recompensa es participar de un segmento estratégico de alto crecimiento.