Fraunhofer permite monitorizar en tiempo real las baterías de los vehículos eléctricos
El Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM ha desarrollado un método para la monitorización en tiempo real de las baterías de iones de litio de los vehículos eléctricos. Gracias a la espectroscopia de impedancia dinámica, el sistema permite analizar con precisión el estado de las baterías durante su funcionamiento en directo, lo que aumenta la seguridad, mejora la vida útil de las baterías y permite su aplicación en sectores en los que la seguridad es fundamental.
La espectroscopia de impedancia calcula la impedancia de una batería, un indicador del estado de carga (SoC), del estado de salud (SoH) y de la seguridad interna, analizando la relación entre la corriente y la tensión. Hasta ahora, esto requería que la batería estuviera en reposo e implicaba ciclos de medición que llevaban mucho tiempo, a menudo hasta 20 minutos. El nuevo método desarrollado bajo la dirección de Fabio La Mantia en el Fraunhofer IFAM permite realizar las mismas mediciones en tiempo real, incluso mientras la batería está en uso activo.
"En primer lugar, la espectroscopia de impedancia dinámica abre nuevas posibilidades para optimizar la gestión de las baterías y prolongar así su vida útil. También allana el camino para que estas baterías puedan utilizarse en aplicaciones críticas para la seguridad", explica Hermann Pleteit, que dirige el proyecto.
El método superpone la corriente de carga o descarga de la batería con una señal de prueba multifrecuencia. Las distintas frecuencias sondean diversos procesos internos, y las señales de respuesta de la corriente y el voltaje se muestrean hasta un millón de veces por segundo. Los datos de alta resolución resultantes se procesan instantáneamente mediante algoritmos integrados que reducen el volumen de datos sin comprometer la información clave.
El resultado es un perfil inmediato y detallado del estado interno de la batería. Esto permite a los sistemas de gestión de baterías detectar incidentes de sobrecalentamiento localizados y responder en tiempo real, desactivando o estrangulando las celdas afectadas antes de que se produzcan daños. Como explica Pleteit, esto elimina la dependencia de sensores de temperatura externos, que pueden ser demasiado lentos para prevenir incidentes térmicos.
Las aplicaciones van más allá de los vehículos eléctricos. Los investigadores afirman que los cargadores de vehículos eléctricos pueden utilizar la tecnología para optimizar la velocidad de carga en función del estrés de la batería, lo que permite una carga ultrarrápida durante paradas cortas o una carga que minimiza el desgaste durante periodos más largos. El método también admite la integración con sistemas de energías renovables, permitiendo el control en tiempo real de los módulos de baterías para la estabilidad de la red.
El Fraunhofer IFAM prevé potencial en futuras aplicaciones aeronáuticas y marítimas. "Este tipo de sistemas podría utilizarse en aviones eléctricos ecológicos, por ejemplo. Este mercado está ahora mismo en pañales. Y la industria naviera también está mostrando interés por esta tecnología", señaló Pleteit.
El instituto confirma que el método es compatible no sólo con las actuales pilas de iones de litio, sino también con las de estado sólido, las de iones de sodio, las de litio-azufre y las químicas de pilas emergentes, lo que lo hace adaptable a las futuras plataformas de e-movilidad.
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