Una de las preocupaciones de seguridad más importantes para los vehículos eléctricos es mantener frías sus baterías, ya que los aumentos de temperatura pueden tener consecuencias peligrosas.
Una nueva investigación dirigida por un estudiante de doctorado de la Universidad de Arizona sugiere una forma de predecir y prevenir el aumento de temperatura en las baterías de iones de litio comúnmente utilizadas para impulsar dichos vehículos.
Se ha publicado un artículo “Avanzando en la seguridad de las baterías” dirigido por el estudiante de doctorado de la Facultad de Ingeniería, Basib Goswami. Revista de fuentes de energía.
Con 599.808 dólares del Programa del Departamento de Defensa para Estimular la Investigación Competitiva, Goswami y su asesor, Vitaly Yurkeev, profesor de ingeniería aeroespacial y mecánica e investigador principal del proyecto, desarrollaron un marco que utiliza modelos multifísicos y de aprendizaje automático para identificar baterías de iones de litio. sobrecalentamiento, conocido como fuga térmica.
En el futuro, este marco podría integrarse en el sistema de gestión de la batería de un vehículo eléctrico para evitar que la batería se sobrecaliente, protegiendo así a los conductores y pasajeros, dijo Goswami.
“Necesitamos pasar a la energía verde”, dijo Goswami, “pero existen preocupaciones de seguridad con las baterías de iones de litio”.
Usar el pasado para predecir el futuro
Las fugas térmicas pueden ser extremadamente peligrosas y difíciles de predecir.
“La temperatura de la batería aumentará rápidamente y provocará un incendio”, dijo Goswami.
El paquete de baterías de un vehículo eléctrico consta de “celdas” de batería estrechamente conectadas. Los vehículos eléctricos actuales pueden tener más de 1.000 celdas por paquete de batería.
Si se produce una fuga térmica en una celda, es más probable que las celdas cercanas también se sobrecalienten, creando un efecto dominó. Si eso sucede, toda la batería de un vehículo eléctrico puede explotar, afirmó Goswami.
Para evitar esto, los investigadores han propuesto utilizar sensores térmicos, envueltos alrededor de las celdas de la batería, que alimentan datos históricos de temperatura a algoritmos de aprendizaje automático para predecir temperaturas futuras. El algoritmo predice cuándo y dónde es probable que ocurra un evento descontrolado.
“Si conocemos la ubicación del punto crítico (inicio de la fuga térmica), es posible que tengamos algunas soluciones para detener la batería antes de que alcance esta etapa crítica”, dijo Goswami.
Urquio dijo que quedó impresionado con la precisión del algoritmo de Goswami. Antes de su investigación, los modelos de aprendizaje automático no se habían utilizado para predecir la fuga térmica.
“No esperábamos que el aprendizaje automático fuera tan bueno para predecir con precisión las temperaturas de los termopares y la ubicación de los puntos calientes”, dijo Yurkeev. “Ningún ser humano podría jamás hacer eso”.
La investigación se basa en un artículo de Goswami y Yurkio publicado en enero que investigó el uso de imágenes térmicas para predecir fugas, que requieren equipos de imágenes pesados que toman fotografías constantemente.
La solución que Goswami y Urquio identificaron en su último artículo es más ligera y rentable.
Satisfacer la demanda global
La investigación de Goswami se publicó en un momento decisivo en la historia de la fabricación de automóviles estadounidense. En julio, el mismo mes en que se publicó el artículo, la administración Biden anunció una inversión de 1.700 millones de dólares en el desarrollo de vehículos eléctricos en ocho estados. En 2023, se espera que las ventas mundiales de vehículos eléctricos crezcan un 35% con respecto a 2022.
Goswami dijo que a medida que aumenta la demanda, son necesarias medidas de seguridad para la movilidad de los vehículos eléctricos.
“Muchas personas todavía dudan en adquirir baterías debido a diversos problemas de seguridad”, dijo. “Para lograr una aceptación generalizada, es fundamental que el público sepa que las investigaciones en curso están abordando de manera proactiva estas importantes cuestiones de seguridad”.
